سوپرپارامغناطیس نوعی مغناطیس است که در نانوذرات فرومغناطیسی یا فری مغناطیسی کوچک پدید می آید. در نانوذراتی که به اندازه کافی کوچک هستند، مغناطیس پذیری می تواند به طور تصادفی بر اثر تغییر دما، جهت خود را عوض کند. به زمان معمول بین دو تلنگر، زمان آرامش نیل گفته می شود. در نبود میدان مغناطیسی خارجی، هنگامی که زمان مورد استفاده برای اندازه گیری مغناطیسی نانوذرات، بسیار بیشتر از زمان شل شدن نیل می باشد، به نظر می آید که مغناطیسی آنها به طور میانگین برابر صفر باشد؛ در چنین حالتی گفته می شود که آنها در حالت سوپرپارامغناطیس هستند. در این حالت، یک میدان مغناطیسی خارجی می تواند نانوذرات را مانند یک پارامغناطیس، مغناطیسی کند. با این وجود، حساسیت مغناطیسی سوپرپارامغناطیس ها بسیار بیشتر از پارامغناطیس ها است.
معمولاً، هر ماده فرومغناطیس یا فری مغناطیس بر اثر انتقال به حالت پارامغناطیس، بالاتر از دمای کوری قرار می گیرد. سوپرپارامغناطیس با این انتقال استاندارد تفاوت دارد، زیرا پایین تر از دمای کوری ماده اتفاق می افتد.
سوپرپارامغناطیس در نانوذراتی رخ می دهد که تک دامنه ای می باشند، یعنی از یک حوزه مغناطیسی تشکیل شده اند. این زمانی امکان پذیر است که قطر آنها با توجه به ماده استفاده شده، کمتر از ۳ تا ۵۰ نانومتر باشد. در این شرایط، فرض می کنیم که مغناطیسی نانوذرات یک گشتاور مغناطیسی غول پیکر می باشد و مجموع تمام گشتاورهای مغناطیسی منفرد، توسط اتم های نانوذره حمل می شود. کسانی که در زمینه سوپرپارامغناطیس فعالیت دارند، به این پدیده «تقریب ماکرو اسپین» می گویند.
به علت ناهمسانگردی مغناطیسی نانوذره، معمولاً گشتاور مغناطیسی فقط دو جهت پایدار ناموازی با یکدیگر دارد که این دو جهت توسط یک مانع انرژی از هم جدا شده اند. اصطلاحاً به جهت گیری های پایدار نانوذره «محور آسان» گفته می شود. در دمای محدود، احتمال محدودی برای چرخش مغناطیس و تغییر جهت آن وجود دارد. میانگین زمان بین دو تلنگر، زمان آرامش نیل نامیده می شود و آن را با τ N نمایش می دهند و مقدار آن با توجه به معادله نیل - آرنیوس به دست می آید:
جایی که:
• τ N {\displaystyle \tau _{\text{N}}} میانگین مدت زمانی است که مغناطیس پذیری نانوذره، در نتیجه نوسانات حرارتی، به طور تصادفی تغییر می کند.
• τ 0 {\displaystyle \tau _{0}} مدت زمان مشخصه ماده است که آن را زمان تلاش یا دوره تلاش می نامند ( مقابل آن فرکانس تلاش نامیده می شود ) . معمولاً مقدار آن بین 10 − 10 {\displaystyle 10^{ - 10}} و 10 − 9 {\displaystyle 10^{ - 9}} ثانیه می باشد.
• K چگالی انرژی ناهمسانگردی مغناطیسی نانوذره و V حجم آن است. پس KV سد انرژی مرتبط با مغناطیسی بوده که از طریق یک «صفحه سخت»، از جهت محور آسان اولیه خود به جهت محور آسان دیگر حرکت می کند.
• kB ثابت بولتزمن است.
• T دما می باشد.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفمعمولاً، هر ماده فرومغناطیس یا فری مغناطیس بر اثر انتقال به حالت پارامغناطیس، بالاتر از دمای کوری قرار می گیرد. سوپرپارامغناطیس با این انتقال استاندارد تفاوت دارد، زیرا پایین تر از دمای کوری ماده اتفاق می افتد.
سوپرپارامغناطیس در نانوذراتی رخ می دهد که تک دامنه ای می باشند، یعنی از یک حوزه مغناطیسی تشکیل شده اند. این زمانی امکان پذیر است که قطر آنها با توجه به ماده استفاده شده، کمتر از ۳ تا ۵۰ نانومتر باشد. در این شرایط، فرض می کنیم که مغناطیسی نانوذرات یک گشتاور مغناطیسی غول پیکر می باشد و مجموع تمام گشتاورهای مغناطیسی منفرد، توسط اتم های نانوذره حمل می شود. کسانی که در زمینه سوپرپارامغناطیس فعالیت دارند، به این پدیده «تقریب ماکرو اسپین» می گویند.
به علت ناهمسانگردی مغناطیسی نانوذره، معمولاً گشتاور مغناطیسی فقط دو جهت پایدار ناموازی با یکدیگر دارد که این دو جهت توسط یک مانع انرژی از هم جدا شده اند. اصطلاحاً به جهت گیری های پایدار نانوذره «محور آسان» گفته می شود. در دمای محدود، احتمال محدودی برای چرخش مغناطیس و تغییر جهت آن وجود دارد. میانگین زمان بین دو تلنگر، زمان آرامش نیل نامیده می شود و آن را با τ N نمایش می دهند و مقدار آن با توجه به معادله نیل - آرنیوس به دست می آید:
جایی که:
• τ N {\displaystyle \tau _{\text{N}}} میانگین مدت زمانی است که مغناطیس پذیری نانوذره، در نتیجه نوسانات حرارتی، به طور تصادفی تغییر می کند.
• τ 0 {\displaystyle \tau _{0}} مدت زمان مشخصه ماده است که آن را زمان تلاش یا دوره تلاش می نامند ( مقابل آن فرکانس تلاش نامیده می شود ) . معمولاً مقدار آن بین 10 − 10 {\displaystyle 10^{ - 10}} و 10 − 9 {\displaystyle 10^{ - 9}} ثانیه می باشد.
• K چگالی انرژی ناهمسانگردی مغناطیسی نانوذره و V حجم آن است. پس KV سد انرژی مرتبط با مغناطیسی بوده که از طریق یک «صفحه سخت»، از جهت محور آسان اولیه خود به جهت محور آسان دیگر حرکت می کند.
• kB ثابت بولتزمن است.
• T دما می باشد.
wiki: سوپرپارامغناطیس