paramagnetisme refererer til en egenskap til visse materialer som er svakt tiltrukket av magnetiske felt. Når de utsettes for et eksternt magnetfelt, dannes indre induserte magnetiske felt i disse materialene som er bestilt i samme retning som det påførte feltet. Når det påførte feltet er fjernet, mister materialene magnetismen når termisk bevegelse randomiserer elektronspinnorienteringene.
Materialer som viser paramagnetisme kalles paramagnetisk. Noen forbindelser og de fleste kjemiske elementer er paramagnetiske under visse omstendigheter. Ekte paramagneter viser imidlertid magnetisk følsomhet i henhold til Curie- eller Curie-Weiss-lovene og utviser paramagnetisme over et bredt temperaturområde. Eksempler på paramagneter inkluderer koordinasjonskomplekset myoglobin, overgangsmetallkomplekser, jernoksid (FeO) og oksygen (O2). Titan og aluminium er metalliske elementer som er paramagnetiske.
Superparamagneter er materialer som viser en netto paramagnetisk respons, men som likevel viser ferromagnetisk eller ferrimagnetisk orden på mikroskopisk nivå. Disse materialene holder seg til Curie-loven, men har likevel veldig store Curie-konstanter.
ferrofluider er et eksempel på superparamagneter. Solide superparamagneter er også kjent som mictomagnets. Legeringen AuFe (gull-jern) er et eksempel på en mictomagnet. De ferromagnetisk koblede klyngene i legeringen fryser under en viss temperatur.Slik fungerer paramagnetisme
Paramagnetisme er resultatet av tilstedeværelsen av minst en uparret elektron snurr i et materials atomer eller molekyler. Med andre ord, alt materiale som besitter atomer med ufullstendig fylte atombaner er paramagnetisk. Spinnet til de uparrede elektronene gir dem et magnetisk dipoløyeblikk. I utgangspunktet fungerer hvert uparret elektron som en liten magnet i materialet. Når et eksternt magnetfelt påføres, stemmer elektronene rundt med feltet. Fordi alle uparede elektronene samkjører på samme måte, tiltrekkes materialet til feltet. Når det eksterne feltet fjernes, går spinnene tilbake til sine tilfeldige orienteringer.
Magnetiseringen følger omtrent Curies lov, som sier at den magnetiske følsomheten χ er omvendt proporsjonal med temperaturen:
M = χH = CH / T
der M er magnetisering, χ er magnetisk følsomhet, H er hjelpemagnetisk felt, T er den absolutte (Kelvin) temperaturen, og C er den materialspesifikke Curie-konstanten.
Typer magnetisme
Magnetiske materialer kan identifiseres som tilhørende en av fire kategorier: ferromagnetisme, paramagnetisme, diamagnetisme og antiferromagnetisme. Den sterkeste formen for magnetisme er ferromagnetisme.
Ferromagnetiske materialer har en magnetisk tiltrekning som er sterk nok til å føles. Ferromagnetiske og ferrimagnetiske materialer kan forbli magnetiserte over tid. Vanlige jernbaserte magneter og sjeldne jordmagneter viser ferromagnetisme.
I motsetning til ferromagnetisme er kreftene til paramagnetisme, diamagnetisme og antiferromagnetisme svake. Ved antiferromagnetisme samsvarer de magnetiske øyeblikkene av molekyler eller atomer i et mønster der naboen elektronspinn peker i motsatte retninger, men den magnetiske rekkefølgen forsvinner over en viss temperatur.
Paramagnetiske materialer tiltrekkes svakt av et magnetfelt. Antiferromagnetiske materialer blir paramagnetiske over en viss temperatur.
Diamagnetiske materialer avvises svakt av magnetfelt. Alle materialer er diamagnetiske, men et stoff er vanligvis ikke merket diamagnetisk med mindre de andre formene for magnetisme er fraværende. Vismut og antimon er eksempler på diamagneter.