paramagnetismi "viittaa tiettyjen materiaalien ominaisuuteen, jotka vetävät heikosti magneettikenttiä. Altistettuna ulkoiselle magneettikentälle näihin materiaaleihin muodostuu sisäisiä indusoituja magneettikenttiä, jotka on järjestetty samaan suuntaan kuin käytetty kenttä. Kun levitetty kenttä on poistettu, materiaalit menettävät magneettisuutensa, kun lämpöliike satunnaistaa elektronin spin-suunnat.
Materiaaleja, jotka osoittavat paramagnetismia, kutsutaan paramagneteiksi. Jotkut yhdisteet ja useimmat kemialliset alkuaineet ovat paramagneettisia tietyissä olosuhteissa. Todellisilla paramagneeteilla on kuitenkin magneettinen herkkyys Curie- tai Curie-Weiss-lakien mukaisesti ja paramagnetismi laajalla lämpötila-alueella. Esimerkkejä paramagneeteista ovat koordinaatiokompleksi myoglobiini, siirtymämetallikompleksit, rautaoksidi (FeO) ja happi (O2). Titaani ja alumiini ovat paramagneettisia metallielementtejä.
Superparamagneetit ovat materiaaleja, jotka osoittavat paramagneettisen nettovasteen, mutta osoittavat ferromagneettisen tai ferrimagneettisen järjestyksen mikroskooppisella tasolla. Nämä materiaalit noudattavat Curie-lakia, mutta niillä on erittäin suuret Curie-vakiot.
Ferronesteet ovat esimerkkejä supermagneeteista. Kiinteät supermagneetit tunnetaan myös nimellä mictomagneetit. Seos AuFe (kulta-rauta) on esimerkki miktomagneetista. Seoksen ferromagneettisesti kytketyt rypäleet jäätyvät tietyn lämpötilan alapuolelle.Kuinka paramagnetismi toimii
Paramagnetismi johtuu vähintään yhden parittoman läsnäolosta elektroni pyörii materiaalin atomeissa tai molekyyleissä. Toisin sanoen, kaikki materiaalit, joissa on atomeja epätäydellisesti täytetyillä atomiorbitaaleilla, ovat paramagneettisia. Parittomien elektronien spin antaa heille magneettisen dipolimomentin. Periaatteessa kukin pariton elektroni toimii pienenä magneettina materiaalissa. Kun kohdistetaan ulkoinen magneettikenttä, elektronien spin kohdistuu kentän kanssa. Koska kaikki parittomat elektronit kohdistuvat samalla tavalla, materiaali houkuttelee kenttää. Kun ulkoinen kenttä poistetaan, spinnit palaavat satunnaistettuihin suuntiin.
Magnetointi tapahtuu suunnilleen Curien laki, jonka mukaan magneettinen herkkyys χ on käänteisesti verrannollinen lämpötilaan:
M = χH = CH / T
missä M on magnetointi, χ on magneettinen herkkyys, H on lisämagneettikenttä, T on absoluuttinen (Kelvin) lämpötila ja C on materiaalikohtainen Curie-vakio.
Magnetismin tyypit
Magneettiset materiaalit voidaan tunnistaa kuuluvan yhteen neljään luokkaan: ferromagnetiikka, paramagnetismi, diamagnetismi ja antiferromagnetizmi. Vahvin magneettomuoto on ferromagneettisuus.
Ferromagneettisilla materiaaleilla on magneettinen vetovoima, joka on riittävän vahva tunteakseen. Ferromagneettiset ja ferrimagneettiset materiaalit voivat pysyä magnetoituneina ajan myötä. Tavallisilla rautapohjaisilla magneeteilla ja harvinaisten maametallien magneeteilla on ferromagneettisuus.
Toisin kuin ferromagnetizmus, paramagnetismin, diamagnetismin ja antiferromagnetizmin voimat ovat heikkoja. Antiferromagnetismissa molekyylien tai atomien magneettiset momentit kohdistuvat kuvioon, jossa naapuri elektronin pyöritykset osoittavat vastakkaisiin suuntiin, mutta magneettinen järjestys katoaa tietyn yläpuolella lämpötila.
Paramagneettiset materiaalit vetävät heikosti magneettikenttää. Antiferromagneettiset materiaalit muuttuvat paramagneettisiksi tietyn lämpötilan yläpuolella.
Diamagneettiset materiaalit hylkivät heikosti magneettikentät. Kaikki materiaalit ovat diamagneettisia, mutta ainetta ei yleensä merkitä diamagneettiseksi, ellei muita magneettomuotoja ole. Vismutti ja antimoni ovat esimerkkejä diamagneeteista.