Суперпарамагнетизм

Суперпарамагнетизм, квазипарамагнитное поведение веществ, состоящих из очень малых ферро- или ферримагнитных частиц, слабо взаимодействующих друг с другом. Очень малые частицы (с линейными размерами 100—10  и меньше) переходят ниже Кюри точки или Нееля точки в однодомённое ферро- или ферримагнитное состояние (то есть такое состояние, при котором по всей частице намагниченность однородна). Однако направление намагниченности таких частиц благодаря тепловым флуктуациям хаотически изменяется подобно тому, как меняется под воздействием теплового движения направление магнитных моментов атомов или ионов в парамагнетике. В результате система малых частиц ведёт себя в магнитных полях и при изменении температуры подобно парамагнитному газу из N атомов (N — число однодоменных частиц, каждая из которых обладает магнитным моментом М). Для неё выполняется Кюри закон в слабых магнитных полях и формула Ланжевена для намагниченности в области магнитного насыщения. Намагниченность суперпарамагнетиков может быть во много раз больше намагниченности обычных парамагнетиков. Чтобы векторы намагниченности частиц хаотически меняли свою пространственную ориентацию, энергия теплового движения (kT, где k — Больцмана постоянная, Т — температура) должна быть больше или порядка энергии магнитной анизотропии частицы (KV, где К — константа анизотропии, V — объём частицы). Для этого при температурах 100 К размер частиц должен быть меньше 100 . Типичными представителями суперпарамагнитных систем являются малые частицы Со, выделяющиеся при распаде твёрдого раствора Сu — Со (2 % Со), мелкие выделения Fe в b -латуни(0,l%Fe), Си в Mn, Ni в Аu, а также некоторые антиферромагнитные окислы.