Основные типы магнитных состояний вещества

Антиферромагнетики (antiferromagnetic materials) – материалы, в которых 
установился антипараллельный порядок магнитных моментов соседних атомов или ионов, 
как это схематично показано на рис. 2.1. Такая упорядоченность, как и у ферромагнетиков, 
сохраняется до определенной температуры, которую в данном случае называют 
температурой или точкой Нееля (Néel temperature, point)
3
. При этой температуре и выше 
антиферромагнетик превращается в парамагнетик. 
Антиферромагнетик можно представить как совокупность двух ферромагнитных 
подрешеток с противоположными спинами, вложенных в одну кристаллическую решетку. В 
отсутствии внешнего магнитного поля антиферромагнетики имеют нулевой суммарный 
магнитный момент. Антиферромагнетизм, также как и ферромагнетизм, обусловлен 
обменным взаимодействием электронов. Приложение внешнего магнитного поля к 
антиферромагнетику в результате фазового перехода может привести его в ферромагнитное 
состояние, если все магнитные моменты выстроятся в направлении магнитного поля. 
Среди химических элементов антиферромагнитными свойствами обладают Cr, а также 
до определенной низкой температуры редкоземельные металлы – Dy, Tb, Ho, Er и Tm. Ниже 
этой температуры они становятся ферромагнетиками.
Ферримагнетики (ferrimagnetic materials) – материалы, у которых магнитные моменты 
атомов 
различных 
подрешёток 
ориентируются 
антипараллельно, 
как 
и 
в 
антиферромагнетиках, но моменты различных подрешёток не равны – рис. 2.1. Как 
следствие, результирующий магнитный момент не равен нулю. Ферримагнетики 
характеризуются спонтанной намагниченностью. Они обладают доменной структурой и во 
внешнем магнитном поле ведут себя как ферромагнетики. 
3
В 1970 г. Л. Неель был награжден Нобелевской премией по физике за фундаментальный труд и открытия, 
относящиеся к антиферромагнетизму и ферримагнетизму, которые привели к важным применениям в физике 
твердого тела. 

---

48 
Большинство ферримагнетиков – это ионные кристаллы, содержащие магнитные ионы 
различных элементов или одного элемента, но проявляющие разную валентность (например, 
Fe
2+
и Fe
3+
) или находящиеся в разных кристаллографических позициях. Наиболее 
обширный класс хорошо изученных ферримагнетиков образуют оксидные соединения, среди 
которых наибольший практический интерес представляют ферриты
4
. Из других 
ферримагнитных кристаллов следует отметить группу гексагональных двойных фторидов 
(RbNiF
3
, CsNiF
3
, TlNiF
3
, CsFeF
3
), особенно интересных тем, что они являются прозрачными в 
оптической области. К ферримагнетикам принадлежит также ряд сплавов и 
интерметаллических соединений. В большинстве случаев – это материалы, содержащие 
атомы редкоземельных элементов. В частности, особый интерес представляет соединение 
типа RMe
5
, где R – редкоземельный ион, Me – ион группы железа (например, GdCo
5
).