Ключевое различие между парамагнетиком и суперпарамагнетиком заключается в том, что магнитная восприимчивость суперпарамагнетика больше, чем у парамагнетика.
Термин парамагнетик относится к некоторым материалам, имеющим слабое притяжение к приложенным извне магнитным полям, тогда как внутри они имеют индуцированные магнитные поля в направлении приложенного магнитного поля. Термин суперпарамагнетик, с другой стороны, относится к форме магнетизма, которая проявляется в небольших ферромагнитных или ферримагнитных наночастицах.
Магнитная восприимчивость относится к мере того, насколько материал может стать намагниченным в приложенном магнитном поле. Мы можем описать это как отношение между коэффициентом намагниченности и напряженностью приложенного намагничивающего поля.
Что такое парамагнетик?
Термин парамагнетик относится к некоторым материалам, имеющим слабое притяжение к приложенным извне магнитным полям, тогда как внутри они имеют индуцированные магнитные поля в направлении приложенного магнитного поля. Это форма магнетизма, и другие основные формы включают диамагнитные и ферромагнитные материалы. К парамагнитным материалам в основном относятся химические элементы и некоторые соединения, относительная магнитная проницаемость которых немного больше 1. Следовательно, эти материалы притягиваются к магнитным полям.
Рисунок 01: Парамагнетизм молекулярного кислорода, на что указывает притяжение жидкого кислорода к магнитам
Большинство атомов, имеющих не полностью заполненные атомные орбитали, являются парамагнетиками, потому что парамагнетизм возникает из-за присутствия в материале неспаренных электронов. Однако могут быть некоторые исключения, например медь. Спин неспаренных электронов, как правило, имеет магнитный дипольный момент, что заставляет их действовать как крошечные магниты. Более того, спины электронов выстраиваются параллельно магнитному полю, когда присутствует внешнее магнитное поле. Это вызывает чистое притяжение.
Однако парамагнетики не сохраняют никакой намагниченности в отсутствие внешнего магнитного поля из-за теплового движения, которое случайным образом изменяет ориентацию спинов. Следовательно, общая намагниченность имеет тенденцию падать до нуля после удаления приложенного магнитного поля.
Что такое суперпарамагнетик?
Термин суперпарамагнитный относится к форме магнетизма, которая проявляется в небольших ферромагнитных или ферримагнитных наночастицах. Это также форма магнетизма. Как правило, в малых наночастицах намагниченность может случайным образом менять направление под влиянием температуры. Мы называем типичное время между двумя переворотами временем релаксации Нееля.
Рисунок 02: Кластер наночастиц кремнезема маггемита
Когда нет внешнего магнитного поля, время, которое мы используем для измерения намагниченности наночастиц, намного больше, чем время релаксации Нееля, поэтому их намагниченность оказывается в среднем равной нулю. Это состояние называется суперпарамагнитным. В этом состоянии внешнее магнитное поле может намагничивать наночастицы так же, как парамагнетик. Кроме того, магнитная восприимчивость суперпарамагнетика больше, чем у парамагнетика.
В чем разница между парамагнетиком и суперпарамагнетиком?
Магнитная восприимчивость относится к мере того, насколько материал может стать намагниченным в приложенном магнитном поле. Мы можем описать его как отношение между коэффициентом намагниченности и напряженностью приложенного намагничивающего поля. Ключевое различие между парамагнетиком и суперпарамагнетиком заключается в том, что магнитная восприимчивость суперпарамагнетика больше, чем у парамагнетика.
Приведенная ниже инфографика представляет различия между парамагнетиками и суперпарамагнетиками в табличной форме для параллельного сравнения.
Резюме – Парамагнетик против суперпарамагнетика
Термин парамагнетик относится к некоторым материалам, имеющим слабое притяжение к приложенным извне магнитным полям, тогда как внутри они индуцируют магнитные поля в направлении приложенного магнитного поля. Термин суперпарамагнетик относится к форме магнетизма, которая проявляется в небольших ферромагнитных или ферримагнитных наночастицах. Ключевое различие между парамагнетиком и суперпарамагнетиком заключается в том, что магнитная восприимчивость суперпарамагнетика больше, чем у парамагнетика.
