Antiferromagnetismo

De onde vem o magnetismo?

O magnetismo é uma propriedade presente nos átomos e moléculas e está relacionado com a interação do momento angular orbital com o spin dos elétrons. A forma como essas duas grandezas relacionam-se espacialmente nos átomos é determinante para o comportamento magnético macroscópico do material.

Existem regiões dentro dos materiais chamadas de domínios magnéticos. Nessas regiões, o momento magnético resultante aponta uma única direção. A forma como esses domínios encontram-se (alinhados ou não, por exemplo) determina se um corpo poderá ser atraído por um ímã ou até mesmo repelido.

Materiais magnéticos

Existem diversos tipos de materiais com propriedades magnéticas que são utilizados para os mais variados fins tecnológicos. Entre os comportamentos magnéticos, podemos ressaltar o ferromagnetismo, paramagnetismo, diamagnetismo e o antiferromagnetismo.

O que é antiferromagnetismo?

A propriedade ferromagnética garante que os materiais tenham os seus domínios magnéticos alinhados em uma direção preferencial na presença de um campo magnético externo, podendo ser magnetizados ou ser atraídos por ímãs. Um exemplo desse tipo de material é o ferro.

Caso os domínios magnéticos estejam alinhados na mesma direção, mas em sentidos contrários e aos pares, o momento magnético resultante total será nulo e, nesse caso, dizemos que o material é antiferromagnético.

Quando expostos a campos magnéticos externos e intensos, os materiais antiferromagnéticos não apresentam grande magnetização ou ela é muito fraca para ser percebida.

Na ausência de campos magnéticos externos, esses materiais não apresentam campo magnético próprio e podem perder seu estado antiferromagnético ao atingirem a Temperatura de Neel, quando passam a se comportar como materiais paramagnéticos.

Os materiais antiferromagnéticos são geralmente cerâmicas produzidas por meio dos metais de transição. Alguns exemplos de materiais antiferromagnéticos são: MnO (Óxido de Manganês), MnF₂ (Fluoreto de Manganês), FeO (Óxido de Ferro), NiO (Óxido de Níquel) e CoO (Óxido de Cobalto).

Na figura a seguir, há um esquema que mostra a relação entre os momentos magnéticos presentes nos materiais e qual tipo de propriedade magnética origina-se dessa interação:

Aplicações tecnológicas dos materiais antiferromagnéticos

Os materiais antiferromagnéticos são particularmente interessantes porque, em baixas temperaturas, alguns deles passam a apresentar um comportamento supercondutor, ou seja, esses materiais, sob determinadas condições, têm resistência elétrica nula, podendo transmitir quaisquer intensidades de corrente elétrica sem perda de energia pela dissipação em razão do efeito Joule.