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磁性材料

マグネタイト(Fe₃O₄)などのフェライトが示すフェリ磁性の説明として正しいものはどれか。

  1. Aすべての原子の磁気モーメントが平行にそろっており、強磁性と本質的に同じである
  2. B2種類の副格子の磁気モーメントが反平行に並び、大きさも等しいので、全体の自発磁化は0になる
  3. C2種類の副格子の磁気モーメントが反平行に並ぶが、大きさが異なるので打ち消し合わず、自発磁化が残る
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正解：C. 2種類の副格子の磁気モーメントが反平行に並ぶが、大きさが異なるので打ち消し合わず、自発磁化が残る

フェリ磁性体では、結晶の中の2種類の位置(副格子)にある磁気モーメントが、交換相互作用によって互いに反平行に並びます。ところが両者のモーメントの大きさや数が違うため完全には打ち消し合わず、差の分だけ自発磁化が残ります。巨視的には強磁性体と同じように磁区やヒステリシスを示しますが、飽和磁化は鉄などの強磁性金属より小さくなります。すべてが平行にそろうのは強磁性、反平行で大きさが等しく打ち消し合うのは反強磁性です。フェライトは酸化物で電気抵抗率が高く渦電流が流れにくいので、高周波用の磁心に使われます。

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