Was ist der Unterschied zwischen paramagnetisch und superparamagnetisch

Der Schlüsselunterschied zwischen paramagnetisch und superparamagnetisch ist, dass die magnetische Anfälligkeit eines superparamagnetischen Materials im Vergleich zu einem paramagnetischen Material größer ist.

Der Begriff paramagnetisch bezieht sich auf einige Materialien mit schwachen Anziehungen auf extern angelegte Magnetfelder, auf denen sie intern Magnetfelder in Richtung des angelegten Magnetfelds induziert haben. Der Begriff Superparamagnetisch hingegen bezieht sich auf die Form des Magnetismus, die in kleinen ferromagnetischen oder ferrimagnetischen Nanopartikeln auftritt.

Magnetische Anfälligkeit bezieht sich auf das Maß, wie viel ein Material in einem angelegten Magnetfeld magnetisiert werden kann. Wir können es als das Verhältnis zwischen dem Verhältnis der Magnetisierung und der angelegten Magnetisierungsfeldintensität beschreiben.

INHALT

1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was ist paramagnetisch 
3. Was ist superparamagnetisch
4. Paramagnetisch vs superparamagnetisch in tabellarischer Form
5. Zusammenfassung -paramagnetisch gegen superparamagnetisch 

Was ist paramagnetisch?

Der Begriff paramagnetisch bezieht sich auf einige Materialien mit schwachen Anziehungen auf extern angelegte Magnetfelder, auf denen sie intern Magnetfelder in Richtung des angelegten Magnetfelds induziert haben. Es ist eine Form des Magnetismus, und andere Hauptformen umfassen diamagnetische und ferromagnetische Materialien. Paramagnetische Materialien umfassen hauptsächlich chemische Elemente und einige Verbindungen, die eine relative magnetische Permeabilität aufweisen, die geringfügig größer als 1 ist. Daher werden diese Materialien von Magnetfeldern angezogen.

Abbildung 01: Paramagnetismus des molekularen Sauerstoffs, wie durch die Anziehungskraft von flüssigem Sauerstoff auf Magnete angezeigt

Die meisten Atome mit unvollständig gefüllten Atomorbitalen sind paramagnetisch, da der Paramagnetismus aufgrund des Vorhandenseins von ungepaarten Elektronen im Material auftritt. Es kann jedoch einige Ausnahmen wie Kupfer geben. Der Dreh von ungepaarten Elektronen hat tendenziell ein magnetisches Dipolmoment, wodurch sie wie winzige Magnete wirken. Darüber hinaus entsprechen die Elektronenspiele parallel zum Magnetfeld, wenn ein externes Magnetfeld vorliegt. Dies führt zu einer Netzattraktion.

Paramagnette behalten jedoch keine Magnetisierung in Abwesenheit des externen Magnetfelds aufgrund der thermischen Bewegung, die Spin -Orientierungen randomisiert. Daher sinkt die Gesamtmagnetisierung bei der Entfernung des angelegten Magnetfelds tendenziell auf Null.

Was ist superparamagnetisch?

Der Begriff Superparamagnetisch bezieht sich auf die Form des Magnetismus, die in kleinen ferromagnetischen oder ferrimagnetischen Nanopartikeln auftritt. Es ist auch eine Form des Magnetismus. In kleinen Nanopartikeln kann die Magnetisierung in der Regel die Richtung, in der ein Einfluss auf die Temperatur entsteht, zufällig umdrehen. Wir nennen die typische Zeit zwischen den beiden Flips als die Neel -Entspannungszeit.

Abbildung 02: Maghemit -Silica -Nanopartikel -Cluster

Wenn es kein externes Magnetfeld gibt, ist die Zeit, mit der wir die Magnetisierung der Nanopartikel messen, viel länger als die NEEL -Relaxationszeit, so. Dieser Staat wird als superparamagnetischer Zustand bezeichnet. Wenn dieser Zustand auftritt, kann ein externes Magnetfeld die Nanopartikel auf ähnliche Weise wie eine Paramagnet magnetisieren. Darüber hinaus ist die magnetische Anfälligkeit eines superparamagnetischen Materials im Vergleich zu der eines Paramagnetzes größer.

Was ist der Unterschied zwischen paramagnetisch und superparamagnetisch?

Magnetische Anfälligkeit bezieht sich auf das Maß, wie viel ein Material in einem angelegten Magnetfeld magnetisiert werden kann. Wir können es als das Verhältnis zwischen dem Verhältnis der Magnetisierung und der angelegten Magnetisierungsfeldintensität beschreiben. Der Schlüsselunterschied zwischen paramagnetisch und superparamagnetisch besteht darin, dass die magnetische Anfälligkeit eines superparamagnetischen Materials im Vergleich zu dem eines paramagnetischen Materials größer ist.

Die folgende Infografik zeigt die Unterschiede zwischen paramagnetisch und superparamagnetisch in tabellarischer Form für Seite für Seitenvergleich.

Zusammenfassung -paramagnetisch gegen superparamagnetisch

Der Begriff paramagnetisch bezieht sich auf einige Materialien mit schwachen Anziehungen zu extern angelegten Magnetfeldern, auf denen sie intern Magnetfelder in Richtung des angelegten Magnetfelds induziert haben. Der Begriff Superparamagnetisch bezieht sich auf die Form des Magnetismus, die in kleinen ferromagnetischen oder ferrimagnetischen Nanopartikeln auftritt. Der Schlüsselunterschied zwischen paramagnetisch und superparamagnetisch besteht darin, dass die magnetische Anfälligkeit eines superparamagnetischen Materials im Vergleich zu dem eines paramagnetischen Materials größer ist.

Referenz:

1. „Superparamagnetismus.” Ein Überblick | Sciencedirect -Themen.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. „Flüssiges Sauerstoff in einem Magneten“ von Bob Burk, Arbeit, die von der National Science Foundation unter Zuschusszahlen unterstützt werden: 1246120, 1525057 und 1413739 - [1], Rahmen um 4:53 (CC von 3 von 3.0) über Commons Wikimedia
2. "Maghemite Silica Nanoparticle Cluster" von Marko Petek - eigene Arbeit (CC BY -SA 4.0) über Commons Wikimedia