固体中的磁性
奈尔温度
/ NAY-ell TEM-pruh-cher /
反铁磁体把它的有序藏成一张上—下—上—下的磁矩棋盘。和任何一种磁有序一样,它经不起太多的热。存在一个温度,超过它,那整齐的交替图案就溶解成随机的翻滚——这就是奈尔温度,以阐明反铁磁性的路易·奈尔命名。
它正是反铁磁体里与居里温度一一对应的角色。在它以下,交换相互作用把相邻磁矩锁在彼此相对的排列中,一个紧挨着一个反向地指。随着温度攀升,热侵蚀这份纪律,恰在奈尔温度处,交替的有序坍缩到零。在它之上,磁矩依然存在,却随机推搡,材料变成普通的顺磁体——从外面看,与它在临界点以下时一样,因为反铁磁有序本就从不对外显现。
奈尔温度之所以重要,是因为它钉住了反铁磁有序存在的范围,这对藏在自旋电子器件和高温超导体内部的反铁磁体至关重要。微妙的难点在于,这个相变从外面看几乎是隐形的——没有净磁性出现或消失——所以测定奈尔温度通常要靠中子束,或仔细测量磁化率如何出现峰值,而不是拿块磁铁简单一试。
常见的氧化锰只有在冷于约摄氏零下 151 度时才是反铁磁的——这就是它的奈尔温度。把它加热越过这个点,它隐藏的上下自旋图案便消融了,尽管对凑近的磁铁来说没有任何可见的变化。
氧化锰隐藏的反铁磁有序在奈尔温度以上消失。
居里温度和奈尔温度描述的是同一类事件——磁有序消融为热无序——只是针对不同的有序方式。居里温度对应带净磁性的有序(铁磁体和亚铁磁体);奈尔温度对应反铁磁体那种自我抵消的有序。
又称
另见