Klíčový rozdíl mezi paramagnetickým a superparamagnetickým je ten, že magnetická susceptibilita superparamagnetického materiálu je větší než u paramagnetického materiálu.
Pojem paramagnetické se týká některých materiálů, které mají slabou přitažlivost k externě aplikovaným magnetickým polím, kde mají uvnitř indukovaná magnetická pole ve směru aplikovaného magnetického pole. Termín superparamagnetický na druhé straně odkazuje na formu magnetismu, která se objevuje v malých feromagnetických nebo ferimagnetických nanočásticích.
Magnetická susceptibilita se týká míry toho, jak moc se může materiál zmagnetizovat v aplikovaném magnetickém poli. Můžeme to popsat jako poměr mezi poměrem magnetizace a intenzity použitého magnetizačního pole.
Co je to paramagnetické?
Pojem paramagnetické se týká některých materiálů, které mají slabou přitažlivost k externě aplikovaným magnetickým polím, kde mají uvnitř indukovaná magnetická pole ve směru aplikovaného magnetického pole. Je to forma magnetismu a další hlavní formy zahrnují diamagnetické a feromagnetické materiály. Paramagnetické materiály většinou zahrnují chemické prvky a některé sloučeniny, které mají relativní magnetickou permeabilitu o něco větší než 1. Proto jsou tyto materiály přitahovány magnetickými poli.
Obrázek 01: Paramagnetismus molekulárního kyslíku, jak ukazuje přitahování kapalného kyslíku k magnetům
Většina atomů s neúplně vyplněnými atomovými orbitaly je paramagnetická, protože k paramagnetismu dochází díky přítomnosti nepárových elektronů v materiálu. Mohou však existovat výjimky, například měď. Spin nepárových elektronů má tendenci mít magnetický dipólový moment, díky kterému se chovají jako malé magnety. Kromě toho se spiny elektronů zarovnají paralelně s magnetickým polem, když je přítomno vnější magnetické pole. To způsobí čistou přitažlivost.
Paramagnety si však nezachovají žádnou magnetizaci v nepřítomnosti vnějšího magnetického pole kvůli tepelnému pohybu, který náhodně mění orientaci rotace. Proto má celková magnetizace tendenci klesnout na nulu po odstranění aplikovaného magnetického pole.
Co je superparamagnetické?
Pojem superparamagnetický označuje formu magnetismu, která se objevuje v malých feromagnetických nebo ferimagnetických nanočásticích. Je to také forma magnetismu. Typicky může magnetizace v malých nanočásticích náhodně změnit směr, když existuje vliv pocházející z teploty. Typický čas mezi dvěma flipy nazýváme Neelovým relaxačním časem.
Obrázek 02: Shluk nanočástic křemičitého maghemitu
Když neexistuje žádné vnější magnetické pole, čas, který používáme k měření magnetizace nanočástic, je mnohem delší než doba relaxace Neela, takže jejich magnetizace se jeví jako průměrná nula. Tento stav se nazývá superparamagnetický stav. Když tento stav nastane, vnější magnetické pole může magnetizovat nanočástice podobným způsobem jako paramagnet. Kromě toho je magnetická susceptibilita superparamagnetického materiálu větší než u paramagnetu.
Jaký je rozdíl mezi paramagnetickým a superparamagnetickým?
Magnetická susceptibilita se týká míry toho, jak moc se může materiál zmagnetizovat v aplikovaném magnetickém poli. Můžeme to popsat jako poměr mezi poměrem magnetizace a aplikované intenzity magnetizačního pole. Klíčový rozdíl mezi paramagnetickým a superparamagnetickým je v tom, že magnetická susceptibilita superparamagnetického materiálu je větší než u paramagnetického materiálu.
Níže uvedená infografika představuje rozdíly mezi paramagnetickým a superparamagnetickým v tabulkové formě pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – Paramagnetické vs Superparamagnetické
Pojem paramagnetické se týká některých materiálů, které mají slabou přitažlivost k externě aplikovaným magnetickým polím, kde uvnitř indukují magnetická pole ve směru aplikovaného magnetického pole. Termín superparamagnetický označuje formu magnetismu, která se objevuje v malých feromagnetických nebo ferimagnetických nanočásticích. Klíčový rozdíl mezi paramagnetickým a superparamagnetickým je v tom, že magnetická susceptibilita superparamagnetického materiálu je větší než u paramagnetického materiálu.
