Ferromagnetism: erinevus redaktsioonide vahel

'''Ferromagnetism''' on baasmehanism, millega teatud materjalid[[materjal]]id (näiteks [[raud]]) moodustavad [[püsimagnet]]eid või tõmbuvad [[magnet]]itega. [[Füüsika]]s eristatakse mitut erinevat tüüpi [[magnetism]]i. Ferromagnetism (koos [[ferrimagnetism]]iga) <ref>{{harvnb|Chikazumi|2009|p=118}}</ref> on kõige tugevamat tüüpi ja see on ainuke tüüp, mis tekitab küllalt tugevaid jõudusid, et neid tunda. Muud ained reageerivad nõrgalt kaht teist tüüpi magnetismi, milleks on [[paramagnetism]]i ja [[diamagnetism]],i poolt tekitatud magnetilistele väljadele. Nende väljade jõud on nii nõrgad, et neid saab kindlaks teha ainult tundliku aparatuuriga laboratooriumis.

Igapäevane näide ferromagnetismist on külmkapimagnet, mida kasutatakse märkmete hoidmiseks külmkapi uksel. Magneti ja ferromagnetiku vaheline tõmme on "magnetismi esimene ilmne omadus antiikmailmaleantiikmaailmale ja meile tänapäeval".<ref name="bozorth">Richard M. Bozorth, ''Ferromagnetism'', first published 1951, reprinted 1993 by [[IEEE]] Press, New York as a "Classic Reissue." ISBN 0-7803-1032-2.</ref>

Püsimagnetid (materjalid, mida saab magnetiseerida välise [[Magnetväli|magnetvälja]] poolt ja mis püsivad magnetiseerunud pealepärast välise välja eemaldamist), on kas ferromagneetikud või ferrimagneetikud, nagu ka materjalid, mis nähtavalt nende poole tõmbuvad. Üksikud ained on ferromagneetikud. Neist tuntumad on raud, [[nikkel]], [[koobalt]] ja suurem osa nende sulameid, mõned haruldaste [[muldmetallid|muldmetallide]] ühendid ja mõned looduslikult esinevad mineraalid nagu magnetiseerunud [[magnetiit]].

==Ferromagneetilised materjalid==<!-- [[Ferromagneetilised materjalid]] redirects here -->

Ferromagneetilised omadused ei sõltu ainult keemilisest koostisest, vaid ka kristallstruktuurist ja mikroskoopilisest korrastatusest. Ferromagneetiliste omadustega sulamid, mille koostises pole ferromagneetikuid, kutsutakse [[HeusleriFritz sulamHeusler]]iteksi järgi [[FritzHeusleri Heuslersulam]]i järgiiteks. Vastupidiselt on olemas magnetiliste omadusteta sulameid, mis koosnevad ainult ferromagneetilistest metallidest, näiteks [[roostevaba teras]].

Amorfseid (mitte-kristallilisedkristallilisi) ferromagneetilisi metalli sulameid saab teha järsu [[karastamine|karastamisega]] (jahutamine) vedelast sulamist. Nende sulamite omadused on isotroopilised (ei ole määratud kristalli suunaga); tulemuseks on madal koertsitiivsus, madal [[hüsterees]]i kaotus, suur läbilaskvus ja kõrge elektriline takistus. Tüüpiliseks näiteks on ülemineku metall-poolmetall sulam, mis koosneb 80% ülemineku metallidest (tavaliselt Fe, Co, või Ni) ja poolmetallist ([[Boor|B]], [[Süsinik|C]], [[Räni|Si]], [[Fosfor|P]] või [[Alumiinium|Al]]), mis alandab sulamistemperatuuri.

Suhteliselt uus klass tugevaid ferromagneetikutest materjale on [[haruldased muldmetallid]]. Nad sisaldavad [[lantanoidid|lantanoide]], mis on tuntud oma võime poolest omada suurt magnetilist momenti hästi lokaliseeritud f-orbitalilorbitaalil.

Teatud [[aktinoidid]]e ühendid on toa temperatuuriltoatemperatuuril ferromagneetikud või muutuvad ferromagneetikuteks allpool Curie temperatuuri (T_C). [[Plutoonium|Pu]][[Fosfor|P]] on üks selliseid aktinoidi ühendeid, mis on toa temperatuuriltoatemperatuuril paramagneetik ja omab [[Kuubiline süngoonia|kuubilist sümmeetriat]], kuid jahutamisel alla T_c = 125&nbsp;K kristallvõre muutub kristallvõre [[tetragonaalne süngoonia|tetragonaalseks]]. PuP soositav telg on <100>,<ref name=Lander>{{cite journal |author=Lander GH, Lam DJ |title=Neutron diffraction study of PuP: The electronic ground state |journal=Phys Rev B. |year=1976 |volume=14 |issue=9 |pages=4064–7 |doi=10.1103/PhysRevB.14.4064|bibcode = 1976PhRvB..14.4064L }}</ref> seega

5&nbsp;K juures.<ref name=Mueller>{{cite journal |author=Mueller MH, Lander GH, Hoff HA, Knott HW, Reddy JF |title=Lattice distortions measured in actinide ferromagnets PuP, NpFe₂, and NpNi₂ |journal= J Phys Colloque C4, supplement |month=Apr |year=1979 |volume=40 |issue=4 |pages=C4–68–C4–69 |url=http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00/21/88/17/PDF/ajp-jphyscol197940C421.pdf}}</ref> Kristallvõre muutus tuleneb nähtavasti magnetoelastilistest vastasmõjudest põhjustatud pingetest, kui [[magneetiline domeen|magneetilistes domeenides]] [[Magneetiline moment|magneetilised momendid]] joonduvad paraleelseltparalleelselt.

[[Neptuunium|Np]]Fe₂ soositav telg on <111>.<ref name=Aldred>{{cite journal |author=Aldred AT, Dunlap BD, Lam DJ, Lander GH, Mueller MH, Nowik I |title=Magnetic properties of neptunium Laves phases: NpMn₂, NpFe₂, NpCo₂, and NpNi₂ |journal=Phys Rev B. |year=1975 |volume=11 |issue=1 |pages=530–44 |doi=10.1103/PhysRevB.11.530|bibcode = 1975PhRvB..11..530A }}</ref> Kui T_C on üle ~500 K on NpFe₂ paramagneetiline ja kuubiline. Jahutades alla Curie temperatuuri omastab rombilise moonutuse, kus nurk muutub 60°-st (kuubilises faasis) 60.,53°-ks. Moonutust saab alternatiivselt kirjeltadakirjeldada, kui arvestame kolmnurkse telje pikkust (pealepärast moonutuse algust) c ja c tasandiga risti olevat kaugust a. Kuubilises faasis taandub <math>\scriptstyle\frac{c}{a}</math> = 1.00. Curie temperatuurist allpool

mis on suurim pinge aktinoidide ühendites.<ref name=Mueller/> NpNi₂ {{kas|undergoes a similar lattice distortion below T_C = 32&nbsp;K, with a strain of}} (43&nbsp;±&nbsp;5) × 10⁻⁴.<ref name=Mueller/> NpCo₂ on ferrimagneetik allpool 15&nbsp;K.

2009. aastal demonstreerisid MIT-i ([[Massachusettsi Tehnoloogia InstituutTehnoloogiainstituut]]) füüsikud, et alla ühe kelvini jahutatud gaasiline [[liitium]] on ferromagneetik.<ref>{{cite journal |author=G-B Jo, Y-R Lee, J-H Choi, C. A. Christensen, T. H. Kim, J. H. Thywissen, D. E. Pritchard, and W. Ketterle |title=Itinerant Ferromagnetism in a Fermi Gas of Ultracold Atoms |journal= Science |year=2009 |volume=325 |pages=1521–1524 |doi=10.1126/science.1177112 |pmid=19762638 |issue=5947 |bibcode = 2009Sci...325.1521J }}</ref> Meeskond jahutas [[Fermionid|fermionilise]] liitium-6 alla 150 miljardiku kelvinist absoluutsest nullist kõrgemale, kasutades infrapuna laserjahutust. Katses demonstreeriti esimest korda gaasi, mis on ferromagneetik.

[[Bohr-van Leeuweni teoreem]] näitab, et magnetism ei saa esineda puhtalt klassikalistes tahkistes. Ilma [[kvantmehaanika]]ta poleks diamagnetismi, paramagnetismi ega ferromagnetismi. Ferromagnetismi omadused tuleenevadtulenevad otseselt kahest kvantmehaanika efektist: [[spinn]]ist ja [[Pauli printsiip|Pauli printsiibist]].<ref>{{cite book