Kľúčový rozdiel medzi paramagnetickým a superparamagnetickým je ten, že magnetická susceptibilita superparamagnetického materiálu je väčšia v porovnaní s paramagnetickým materiálom.
Pojem paramagnetické sa vzťahuje na niektoré materiály, ktoré majú slabú príťažlivosť pre externe aplikované magnetické polia, kde vnútorne indukujú magnetické polia v smere aplikovaného magnetického poľa. Pojem superparamagnetický sa na druhej strane vzťahuje na formu magnetizmu, ktorá sa objavuje v malých feromagnetických alebo ferimagnetických nanočasticiach.
Magnetická susceptibilita sa týka miery, do akej sa môže materiál zmagnetizovať v aplikovanom magnetickom poli. Môžeme to opísať ako pomer medzi pomerom magnetizácie a aplikovanej intenzity magnetizačného poľa.
Čo je paramagnetické?
Pojem paramagnetické sa vzťahuje na niektoré materiály, ktoré majú slabú príťažlivosť pre externe aplikované magnetické polia, kde vnútorne indukujú magnetické polia v smere aplikovaného magnetického poľa. Je to forma magnetizmu a ďalšie hlavné formy zahŕňajú diamagnetické a feromagnetické materiály. Paramagnetické materiály väčšinou zahŕňajú chemické prvky a niektoré zlúčeniny, ktoré majú relatívnu magnetickú permeabilitu o niečo väčšiu ako 1. Preto sú tieto materiály priťahované magnetickými poľami.
Obrázok 01: Paramagnetizmus molekulárneho kyslíka, ako je znázornené priťahovaním kvapalného kyslíka k magnetom
Väčšina atómov s neúplne vyplnenými atómovými orbitálmi je paramagnetická, pretože paramagnetizmus vzniká v dôsledku prítomnosti nespárovaných elektrónov v materiáli. Môžu však existovať určité výnimky, napríklad meď. Rotácia nepárových elektrónov má tendenciu mať magnetický dipólový moment, vďaka čomu sa správajú ako malé magnety. Okrem toho sa spiny elektrónov zarovnajú paralelne s magnetickým poľom, keď je prítomné vonkajšie magnetické pole. To spôsobuje čistú príťažlivosť.
Avšak paramagnety si nezachovajú žiadnu magnetizáciu v neprítomnosti vonkajšieho magnetického poľa kvôli tepelnému pohybu, ktorý náhodne mení orientácie rotácie. Preto má celková magnetizácia tendenciu klesať na nulu po odstránení aplikovaného magnetického poľa.
Čo je superparamagnetické?
Pojem superparamagnetický sa vzťahuje na formu magnetizmu, ktorá sa objavuje v malých feromagnetických alebo ferimagnetických nanočasticiach. Je to tiež forma magnetizmu. Typicky môže magnetizácia v malých nanočasticiach náhodne zmeniť smer, keď existuje vplyv pochádzajúci z teploty. Typický čas medzi dvoma preklopeniami nazývame Neelovým relaxačným časom.
Obrázok 02: Zhluk nanočastíc maghemitového oxidu kremičitého
Keď neexistuje žiadne vonkajšie magnetické pole, čas, ktorý používame na meranie magnetizácie nanočastíc, je oveľa dlhší ako relaxačný čas Neela, takže ich magnetizácia sa javí ako priemerná nula. Tento stav sa nazýva superparamagnetický stav. Keď nastane tento stav, vonkajšie magnetické pole môže magnetizovať nanočastice podobným spôsobom ako paramagnet. Navyše, magnetická susceptibilita superparamagnetického materiálu je väčšia v porovnaní s paramagnetom.
Aký je rozdiel medzi paramagnetickým a superparamagnetickým?
Magnetická susceptibilita sa týka miery, do akej sa môže materiál zmagnetizovať v aplikovanom magnetickom poli. Môžeme ho opísať ako pomer medzi pomerom magnetizácie a aplikovanej intenzity magnetizačného poľa. Kľúčový rozdiel medzi paramagnetickým a superparamagnetickým je v tom, že magnetická susceptibilita superparamagnetického materiálu je väčšia v porovnaní s paramagnetickým materiálom.
Nižšie uvedená infografika predstavuje rozdiely medzi paramagnetickými a superparamagnetickými v tabuľkovej forme na porovnanie vedľa seba.
Zhrnutie – Paramagnetické vs Superparamagnetické
Pojem paramagnetické sa vzťahuje na niektoré materiály, ktoré majú slabú príťažlivosť pre externe aplikované magnetické polia, kde vo vnútri indukujú magnetické polia v smere aplikovaného magnetického poľa. Termín superparamagnetický sa vzťahuje na formu magnetizmu, ktorá sa objavuje v malých feromagnetických alebo ferimagnetických nanočasticiach. Kľúčový rozdiel medzi paramagnetickým a superparamagnetickým je v tom, že magnetická susceptibilita superparamagnetického materiálu je väčšia v porovnaní s paramagnetickým materiálom.
