Зародышевый ферромагнетизм

В отличие от идеального ферромагнетика, в системах с зародышевым ферромагнетизмом во всём объёме ферромагнитные свойства, такие как дальний порядок, не реализуются из-за того, что обменное взаимодействие коллективизированных электронов не может его обеспечить, особенно в области относительно высоких температур. При низких температурах, когда тепловое движение меньше, чем при высоких, в таких системах возникает возможность временного образования ферромагнитного упорядочивания в некоторых небольших объёмах вещества (которые можно назвать зародышами ферромагнетизма, откуда и общее название подобного класса веществ). Масштаб подобных объёмов может варьироваться от сотен до нескольких тысяч ионов. При поддержании низких температур данные области становятся устойчивыми во времени и пространстве. На рисунке 1 показана такая система, в которой локальная область, выделенная красным эллипсом, называется парамагноном, или локализованной спиновой флуктуацией. Примерами подобной системы являются палладий (${\displaystyle {\ce {Pd}}}$) и платина (${\displaystyle {\ce {Pt}}}$). Однако, существуют и системы, в которых присутствуют две подсистемы, зародышевый ферромагнетизм и метамагнетизм (например, ${\displaystyle {\ce {TiBe2}}}$).

Увеличение концентрации локализованных флуктуаций может приводить к корреляциям их друг с другом, что повышает общую устойчивость, и, как следствие, усиление парамагнетизма коллективизированных электронов по Паули.

Подобные механизмы действуют и для примесных ионов, находящихся в диамагнитной матрице, и тогда говорят о спиновой флуктуации вокруг примеси. В качестве примера приведём примесные ионы марганца ${\displaystyle {\ce {Mn}}}$ в алюминии ${\displaystyle {{\ce {Al}}}}$.

Рис. 2. Взаимосвязь между разновидностями магнетизма (по К. М. Хёрду).

На рисунке 2 показана взаимосвязь разновидностей магнетизма согласно классификации К. М. Хёрда^[2].

Вещества с зародышевым ферромагнетизмом применяются в технике, медицине, системах автоматического управления, магнитных покрытиях, компонентах, устройствах и методах неразрушающего контроля.