什麼是順磁性順磁性的技術應用

　　順磁性是指材料對磁場響應很弱的磁性。那麼你對順磁性瞭解多少呢?以下是由小編整理關於什麼是順磁性的內容，希望大家喜歡!

　　順磁性的理論詮釋

　　從原子結構來看，組成順磁性物體的原子、離子或分子具有未被電子填滿的內殼層，這

　　類材料的原子、離子或分子中存在固有磁矩，因其相互作用遠小於熱運動能，磁矩的取向無規，使材料不能形成自發磁化。在經典理論中，磁矩在磁場中可取任意方向。所有這些材料中的原子或離子在磁場作用下所產生的磁矩都很小。如許多過渡金屬和稀土元素的絕緣化合物，有機化合物中的自由基，以及少數順磁性氣體***如NO，O2***，在一般情況下磁化率隨溫度的變化遵從居里定律：κ=C/T，式中C稱為居里常數，T為溫度。

　　一些材料中的磁矩雖有交換作用，如鐵磁和亞鐵磁材料，但在高於居里溫度情況下的磁化率隨溫度的變化遵從居里-外斯定率：κ=C/***T-TP***。式中TP稱為材料的順磁居里溫度。對於鐵磁性物質交換作用為正，TP>0;對於反鐵磁性物質交換作用為負，TP<0。

　　一些材料***如鹼金屬***不具有自發磁化，外層電子之間不存在交換作用，但它們在磁場中會產生感生磁矩，而具有較弱的順磁性。範弗萊克的量子理論指出，這是不對稱原子或分子的電子雲極化所致，並不隨溫度改變。這類性質稱範弗萊克順磁性。

　　在磁場作用下，正自旋和負自旋的傳導電子具有不同的能量，這就導致在費米麵附近有少量的傳導電子自旋倒向，從而產生微弱的順磁性效應。金屬中自由電子會感生順磁性，稱之為泡利順磁性。用簡單的能帶模型可計算出順磁磁化率 k=C/***T-TP***=3nμB2/EF，EF為費米能級。因此，一般情況下泡利順磁性與溫度無關，在溫度很高情況，它隨T2增大而降低。

　　一些過渡金屬和稀土金屬及其合金中，其巡遊的磁性電子之間雖有一定的交換作用，但作用強度還未能達到斯托納增強條件，即UN***EF***≯1，式中U為電子關聯作用能，N***EF***為費米麵態密度，因而不具備自發磁化，但順磁性較大一些，稱為交換增強順磁性。

　　一些原子核***如1H，7Li，11B，13C，17O等以及中子***具有磁矩，在磁場作用下會產生順磁性，但其順磁磁化率比電子對順磁性的貢獻小得多，只有10-6—10-10量級。因而在討論物質的順磁性時，可不計及核的順磁性。

　　順磁性的典型例項

　　典型的順磁性氣體是O2，常見的順磁體有過渡金屬的鹽類、稀土金屬的鹽類及氧化物。溫度高於磁轉變溫度時，序磁性***見鐵磁性***物質也呈現為順磁性，如室溫情況下除釓***Gd***以外的稀土金屬。

　　金屬如鋰***Li***、鈉***Na***等，這些順磁性金屬的磁化率與溫度無關，可以用量子力學解釋。

　　順磁性的技術應用

　　順磁性有其重要的應用，從順磁物質的順磁性和順磁共振可以研究其結構，特別是電子組態結構;利用順磁物質的絕熱去磁效應可以獲得約1—10-3K的超低溫度;順磁微波量子放大器是早期研製和應用的一種超低噪聲的微波放大器，促進了鐳射器的研究和發明，在生命科學中，如血紅蛋白和肌紅蛋白在未同氧結合時為順磁性，同氧結合後轉變為抗磁性，這兩種弱磁性的相互轉變反映了生物體內的氧化還原過程 ，其磁性研究成為生命現象的一種方法;目前醫學上從核磁共振成像技術發展到電子順磁共振成像技術，可以顯示生物體內順磁物質***如血紅蛋白和自由基等***的分佈和變化，此外某些測氧儀利用了順磁性的原理。

　　鹼金屬元素和除鐵、鈷、鎳以外的過渡元素都具有順磁性。

順磁性的技術應用