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Ferrimagnetismo y antiferromagnetismo
El ferrimagnetismo y el antiferromagnetismo son dos propiedades magnéticas de los materiales. A diferencia de los materiales antiferromagnéticos, los ferrimagnéticos son fuertemente atraídos por un campo magnético. El paramagnetismo, el ferromagnetismo y el diamagnetismo son otras propiedades magnéticas de la materia.
Estas tres últimas propiedades en particular son ampliamente conocidas, pero no todos los materiales pueden caracterizarse plenamente por ellas. Por ejemplo, hay materiales que deben clasificarse en antiferromagnetismo y ferrimagnetismo. Las dos propiedades pueden describirse con la superposición de dos subredes ferromagnéticas polarizadas entre sí. Por ejemplo, la sustancia óxido de manganeso tiene dos espines de electrones vecinos. Estos imanes elementales están alineados de forma antiparalela, dando lugar a dos planos de espines paralelos. Se trata de un ejemplo típico de antiferromagnetismo. En un material así, las dos subredes ferromagnéticas y sus propiedades magnéticas se anulan mutuamente.
En cambio, en el ferrimagnetismo, una de estas subredes o sus propiedades magnéticas son más fuertes que las de la otra subred. Además, no es obligatorio que las distintas subredes sigan una alineación antiparalela. Para comprender en detalle el significado y el modo de acción del antiferromagnetismo y el ferrimagnetismo, lo mejor es familiarizarse con los fundamentos del ferromagnetismo, la propiedad magnética más conocida:
FerromagnetismoLa Interacción de intercambio de los espines de los electrones alineados en paralelo en un material ferromagnético estabiliza esta alineación. Esto significa que un material ferromagnético puede magnetizarse. Cuando el ferromagneto está totalmente magnetizado, todos los espines de los electrones del material están alineados en paralelo. No se puede alcanzar un mayor grado de magnetización.
En cambio, en un material antiferromagnético también existe ese grado máximo de magnetización, pero en la subred. Esto significa que los espines atómicos sólo están parcialmente alineados con el campo magnético externo - todos los demás espines están alineados en la dirección exactamente opuesta. Esto puede compararse con los llamados distritos de Weiss que se producen cuando un material ferromagnético no está completamente magnetizado y, en particular, cuando está desmagnetizado. Aunque los espines de los electrones dentro de un distrito Weiß están alineados en paralelo, no existe una alineación paralela entre los distintos distritos. En un material antiferromagnético, los distritos se superponen y forman las subredes mencionadas. En un antiferromagneto, los momentos magnéticos de todas las subredes se compensan entre sí. En el caso del ferrimagnetismo, en cambio, predomina el momento magnético total de una orientación o una subred particular.
Esto da lugar al siguiente efecto: un antiferromagneto no refuerza un campo magnético, mientras que un ferrimagneto puede reforzar un campo magnético - básicamente se comporta como un ferromagneto débil.
Existe una temperatura de Curie específica para los materiales ferromagnéticos, que indica la temperatura a la que un material ferromagnético se convierte en un material paramagnético. La razón es que la alineación de los espines se destruye por el movimiento térmico de los átomos individuales cuando se supera la temperatura de Curie. Para la susceptibilidad magnética X de un material, la constante de Curie C:
Algo parecido ocurre con los antiferromagnetos, pero no con la temperatura de Curie o la constante de Curie, sino con la llamada temperatura de Neel o la constante de Neel N:
