超顺磁性

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超顺磁性是一个科技名词。

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名词解释

超顺磁性（superparamagnetism)：如果磁性材料是一单畴颗粒的集合体，对于每一个颗粒而言，由于磁性原子或离子之间的交换作用很强，磁矩之间将平行取向，而且磁矩取向在由磁晶各向异性所决定的易磁化方向上，但是颗粒之间由于易磁化方向不同，磁矩的取向也就不同。现今，如果进一步减小颗粒的尺寸即体积，因为总的磁晶各向异性能正比于K1V，热扰动能正比于kT（K1是磁晶各向异性常数，V是颗粒体积，k是玻尔兹曼常数，T是样品的绝对温度），颗粒体积减小到某一数值时，热扰动能将与总的磁晶各向异性能相当，这样，颗粒内的磁矩方向就可能随着时间的推移，整体保持平行地在一个易磁化方向和另一个易磁化方向之间反复变化。从单畴颗粒集合体看，不同颗粒的磁矩取向每时每刻都在变换方向，这种磁性的特点和正常顺磁性的情况很相似，但是也不尽相同。因为在正常顺磁体中，每个原子或离子的磁矩只有几个玻尔磁子，但是对于直径5nm的特定球形颗粒集合体而言，每个颗粒可能包含了5000个以上的原子，颗粒的总磁矩有可能大于10000个玻尔磁子。所以把单畴颗粒集合体的这种磁性称为超顺磁性。

特点

超顺磁性行为有两个最重要的特点：一是如果以磁化强度M为纵坐标，以H/T为横坐标作图（H是所施加的磁场强度，T是绝对温度），则在单畴颗粒集合体出现超顺磁性的温度范围内，分别在不同的温度下测量其磁化曲线，这些磁化曲线必定是重合在一起的。二是不会出现磁滞，即集合体的剩磁和矫顽力都为零。

当铁磁体或亚铁磁体的尺寸足够小的时候，由于热骚动影响，这些纳米粒子会随机地改变方向。假设没有外磁场，则通常它们不会表现出磁性。但是，假设施加外磁场，则会被磁化，就像顺磁性一样，而且磁化率超大于顺磁体的磁化率。

重要性

对于磁性集合体来说，有两个量很重要：一是出现超顺磁性的临界尺寸（直径）Dp。如果颗粒系统的温度保持恒定，则只有当颗粒尺寸D≤Dp才有可能呈现超顺磁性，该直径小于单畴颗粒的临界直径。二是截止温度TB，对于足够小的磁性颗粒，存在一特征温度TB，当温度T<TB时，颗粒呈现强磁性（铁磁性或亚铁磁性）；T≥TB时，颗粒呈现超顺磁性。

理论诠释

超顺磁性是指铁磁性物质的颗粒小于临界尺寸时，外场产生的磁取向力不足以抵抗热骚动的干扰，其磁化性质与顺磁体（见顺磁性）相似，称作超顺磁性。临界尺寸与温度有关，例如球状铁粒在室温的临界半径为12.5纳米，而在4.2K时半径为2.2纳米还是铁磁性的。

超顺磁体的磁化曲线与铁磁体不同，没有磁滞现象。当去掉外磁场后，剩磁很快消失。如以H/T（H是磁场强度，T是绝对温度）为坐标横轴，不同温度的磁化曲线合而为一，可用顺磁体的磁化公式（朗之万函数或布里渊函数）表示。外加磁场时，在普通顺磁体中，单个原子或分子的磁矩独立地沿磁场取向；而超顺磁体以包含大于105个原子的均匀磁化的单畴作为整体协同取向，所以磁化率较一般顺磁体大很多。

超顺磁效应

磁性材料的磁性随温度的变化而变化，当温度低于居里点时，材料的磁性很难被改变；而当温度高于居里点时，材料将变成“顺磁体”（paramagnetic），其磁性很容易随周围的磁场改变而改变。如果温度进一步提高，或者磁性颗粒的粒度很小时，即便在常温下，磁体的极性也呈现出随意性，难以保持稳定的磁性能，这种现象被就是所谓超顺磁效应（SuperparaMagnetic Effect）。