Antiferromagnetismo

Antiferromagnetismo: Los materiales antiferromagnéticos tienen un estado natural en el cual

los espines atómicos de átomos adyacentes son opuestos, de manera que

el momento magnético neto es nulo. Este estado natural hace difícil que

el material se magnetice, aunque de todas formas adopta una permeabilidad

relativa ligeramente mayor que 1.

El fluoruro de manganeso (MnF), cuya estructura se esquematiza en la

figura de la derecha, es un ejemplo simple. Los momentos de los átomos de Mn en las esquinas

del cubo apuntan en una dirección, y los que se hallan en el centro del cubo apuntan en la dirección

opuesta. Dado que hay igual número de cada

uno, cuando muchas de estas celdas unitarias de

agrupan juntas, los momentos

magnéticos se

cancelan exactamente.

Por encima de una temperatura

crítica, llamada

temperatura de Neel,

un material antiferromagnético

se vuelve

paramagnético.

La tabla3 muestra la temperatura de Neel de varios compuestos.

Otro ejemplo de material antiferromagnético es el cromio.

Antiferromagnetismo

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Ordenamiento antiferromagnético.

El antiferromagnetismo es el ordenamiento magnético de todos los momentos magnéticos de una muestra, en la misma dirección pero en sentido inverso (por pares, por ejemplo, o una subred frente a otra). Un antiferromagneto es el material que puede presentar antiferromagnetismo. La interacción antiferromagnética es la interacción magnética que hace que los momentos magnéticos tiendan a disponerse en la misma dirección y en sentido inverso, cancelándolos si tienen el mismo valor absoluto, o reduciéndolos si son distintos. Ha de extenderse por todo un sólido para alcanzar el antiferromagnetismo.

Como el ferromagnetismo, la interacción antiferromagnética se destruye a alta temperatura por efecto de la entropía. La temperatura por encima de la cual no se aprecia el antiferromagnetismo se llama temperatura de Neel. Por encima de esta, los compuestos son típicamente paramagnéticos.

Generalmente, los antiferromagnetos están divididos en dominios magnéticos. En cada uno de estos dominios, todos los momentos magnéticos están alineados. En las fronteras entre dominios hay cierta energía potencial, pero la formación de dominios está compensada por la ganancia en entropía.

Al someter un material antiferromagnético a un campo magnético intenso, algunos de los momentos magnéticos se alinean paralelamente con él, aún a costa de alinearse también paralelo a sus vecinos (superando la interacción antiferromagnética). Generalmente, se requiere un campo magnético muy intenso para conseguir alinear todos los momentos magnéticos de la muestra.

Las interacciones antiferromagnéticas pueden producir momentos magnéticos grandes, incluso imanación. El ferromagnetismo ocurre en sistemas en los que una interacción antiferromagnética entre momentos magnéticos de diferente magnitud implica un momento magnético resultante grande. La magnetita es un sólido extendido que presenta ferrimagnetismo: es un imán, aunque las interacciones son antiferromagnéticas. El Mn12 es una molécula que presenta el mismo fenómeno: interacciones antiferromagnéticas conllevan un momento magnético grande del estado fundamental. Por otro lado, los sistemas con canteo de espín, con interacciones antiferromagnéticas presentan imanación, por pequeñas desviaciones angulares del alineamiento de los momentos magnéticos, no totalmente antiparalelos.

MATERIALES FERROMAGNETICOS

Los materiales ferromagnéticos, compuestos de hierro y sus aleaciones con cobalto, tungsteno, níquel, aluminio y otros metales, son los materiales magnéticos más comunes y se utilizan para el diseño y constitución de núcleos de los transformadores y maquinas eléctricas. En un transformador se usan para maximizar el acoplamiento entre los devanados, así como para disminuir la corriente de excitación necesaria para la operación del transformador. En las maquinas eléctricas se usan los materiales ferromagnéticos para dar forma a los campos, de modo que se logren hacer máximas las características de producción de par.

Estos materiales han evolucionado mucho con el paso del tiempo lo que implica mas eficiencia, reducción de volúmenes y costo, en el diseño de transformadores y maquinas eléctricas.

Los

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