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反強磁性転移の磁場依存性

熱力学的な観点からなのですが、強磁性体の熱容量の磁場依存性は強磁性転移ピークが磁場を大きくしていくと高温側へピークシフトし、反強磁性の場合は磁場を大きくするとピークが低温側へシフトしていくと学びました。強磁性の場合は、高温側の熱による揺らぎが大きい磁場で強制的に強磁性秩序を作っていて転移温度が上昇するとイメージが沸くのですが、反強磁性の場合はなぜ低温側にシフトするのでしょうか?
強磁性のイメージも間違っているのでしょうか・・・

投稿日時 - 2012-11-21 00:51:02

QNo.7808049

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回答(6)

ANo.6

No.5さん、考え方がイマイチ伝わってこないのですが、なんとなく言いたい事はわかりました。

しかし、強磁性体や反強磁性体は、固体です。固体の熱力学について考えなければなりません。
固体でも液体でも、比熱は持ちます。しかし、磁性は熱力学で言う2次の相転移現象です。

ハミルトニアンで考えれば、熱エネルギーkBTと磁性の結合エネルギーJは別物ですよ。

投稿日時 - 2012-11-27 21:19:11

ANo.5

#4さん有難う御座います。
>熱伝導はもちろん電子が担いますが、
これはOKです。

>熱自体は格子振動を与えるため、
これは、このWebの「ヘリウム熱風加熱法について」を参照して下さい。
http://www.fintech.co.jp/herium.htm
同じ質量ならば水素は空気の約14倍の熱エネルギーを持つことが出来ます。
ヘリウムは質量当たりの熱容量が空気の約5.5倍。

何が言いたいかというと原子はエネルギーを大量に保有すると膨張し始めると伝えたいのです。
これが物質内に伝わるエネルギーの集合体であり、熱そのものです。

投稿日時 - 2012-11-27 20:45:23

ANo.4

No.3さん、ハミルトニアンは、電子一つに対するものですよ。

相互の結合を以て反強磁性結合といっています。
熱伝導はもちろん電子が担いますが、熱自体は格子振動を与えるため、ハミルトニアンに影響を与えます。

投稿日時 - 2012-11-27 14:06:17

ANo.3

持論
熱とは、エネルギーが一極集中した時に熱くなります。
強磁性体は、常に同じ方向を向いているので、エネルギーが一箇所に集中し易い。
反磁性体は、エネルギーが分散する傾向になるため、温度が上がり難くくなります。

投稿日時 - 2012-11-27 13:41:05

ANo.2

No.1です。補足です。

外部磁場も、仮に電磁石で与えようと永久磁石で与えようと、磁場の発生源の電荷の周回運動(マクロな意味でのスピン)が磁性体に対して強磁性的に作用するか反強磁性的に作用するかの違いって意味です。

強磁性も反強磁性も、エネルギー(ハミルトニアン)が小さくなる方向にスピンが向くようになる為です。

投稿日時 - 2012-11-21 22:39:26

ANo.1

再外殻電子間の反強磁性結合を妨げる原因が、熱だけでなく外部磁場も入ってくるからです。
強磁性結合の場合は、外部磁場が結合を助ける方向に働きます。

外部磁場は局所場ではなく、マクロな磁場として捉えれば強磁性的であることがイメージできます。

投稿日時 - 2012-11-21 02:14:26

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