Antiferromagnetismo

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L'antiferromagnetismo è una proprietà caratteristica di alcuni materiali come il manganese, il cromo, l'ematite, e di alcuni ossidi come il diossido di manganese (MnO₂), lossido ferroso (FeO) e l'ossido di cobalto(II) (CoO); tali materiali sono detti antiferromagnetici. In tali materiali, contrariamente a quanto accade per i materiali ferromagnetici in cui la configurazione di minima energia si ha per spin paralleli, l'interazione tra gli atomi è tale da realizzare una configurazione di minima energia quando gli spin sono antiparalleli.^[1]

Nel diossido di manganese, ad esempio, lo ione negativo ossigeno ha su ogni lato uno ione positivo di manganese. I momenti di dipolo magnetico degli ioni positivi sono allineati antiparallelamente essendo ognuno accoppiato con uno degli spin elettronici, orientati nella direzione opposta, dello ione ossigeno, dando così luogo ad una configurazione di energia minima per l'intero sistema.

La magnetizzazione di questi materiali, al di sotto di una certa temperatura detta di Néel, e in assenza di campo magnetico esterno, è praticamente nulla. Anche quando vi è un campo magnetico esterno, i dipoli magnetici tendono a mantenere la disposizione antiferromagnetica^[2].

A causa di difetti nella struttura atomica, la configurazione antiparallela non è mai perfettamente rispettata, e si genera pertanto un piccolo momento magnetico residuo; questo fenomeno è detto ferromagnetismo parassita^[3].

Esiste anche un antiferromagnetismo scompensato o ferrimagnetismo, così definito in quanto gli spin opposti non si compensano perfettamente, dando origine a un magnetismo residuo.