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Antiferromagnetismus

eine spezielle Form des Ferrimagnetismus, bei der die makroskopische Spontanmagnetisierung einer Substanz verschwindet, da die in antiferromagnetischer Ordnung entgegengesetzt magnetisierten Untergitter sich gerade kompensieren (Ferromagnetismus). Die Ursache für den Antiferromagnetismus ist ein negatives Austauschintegral, wodurch die Austauschenergie zwischen benachbarten Momenten bei entgegengesetzter Ausrichtung minimal ist. Der energetisch niedrigste Zustand einer Spinkette ist daher eine abwechselnde Antiparallelstellung der Spins, die am Temperaturnullpunkt vorliegt. Bei Temperaturerhöhung führt die thermische Anregung zum Umklappen einzelner Spins, so dass diese strenge Abfolge der Momente gestört ist. Die antiferromagnetische Ordnung verschwindet oberhalb der antiferromagnetischen Néel-Temperatur TN, oberhalb dieser wird die Substanz paramagnetisch (Paramagnetismus). Die magnetische Suszeptibilität cm für T > TN berechnet sich nach dem Curie-Weiss'schen Gesetz zu: Antiferromagnetismus, mit der Curie-Konstanten C und der paramagnetischen Néel-Temperatur Q. Unterhalb von TN hängt cm von der Richtung des angelegten äusseren Magnetfeldes bezüglich der Magnetisierung der Untergitter des Antiferromagneten ab. Wird das Feld parallel oder antiparallel zur Magnetisierungsrichtung angelegt, so muss eines der Untergitter herumgeklappt werden (Spinflip), während senkrecht dazu eine gegenseitige Verkippung zu einem resultierenden magnetischen Moment der Probe führt. Daher gilt stets cm,  || < cm,  ^ .

Antiferromagnetismus

Antiferromagnetismus: Magnetische Suszeptibilität von MnF2 im antiferromagnetischen und paramagnetischen Temperaturbereich, Q N: Néel-Temperatur.

 

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