Põhiline erinevus paramagnetilise ja superparamagnetilise vahel on see, et superparamagnetilise materjali magnetiline tundlikkus on suurem kui paramagnetilisel materjalil.
Mõne paramagnetiline viitab mõnele materjalile, millel on nõrk külgetõmme väljastpoolt rakendatud magnetväljade suhtes, mille sisemiselt on indutseeritud magnetväljad rakendatava magnetvälja suunas. Termin superparamagnetiline seevastu viitab magnetismi vormile, mis ilmneb väikestes ferromagnetilistes või ferrimagnetilistes nanoosakestes.
Magnetiline vastuvõtlikkus viitab sellele, kui palju materjal võib rakendatud magnetväljas magnetiseerida. Seda saab kirjeldada kui suhet magnetiseerimise ja rakendatud magnetiseerimisvälja intensiivsuse vahel.
Mis on paramagnetiline?
Mõne paramagnetiline viitab mõnele materjalile, millel on nõrk külgetõmme väljastpoolt rakendatud magnetväljade suhtes, mille sisemiselt on indutseeritud magnetväljad rakendatava magnetvälja suunas. See on magnetismi vorm ja teised peamised vormid hõlmavad diamagnetilisi ja ferromagnetilisi materjale. Paramagnetilised materjalid hõlmavad enamasti keemilisi elemente ja mõningaid ühendeid, mille suhteline magnetiline läbilaskvus on veidi suurem kui 1. Seetõttu tõmbavad need materjalid magnetvälja.
Joonis 01: Molekulaarse hapniku paramagnetism, nagu näitab vedela hapniku külgetõmme magnetitele
Enamik mittetäielikult täidetud aatomiorbitaalidega aatomeid on paramagnetilised, kuna paramagnetism tekib materjalis paaritute elektronide olemasolu tõttu. Siiski võib olla erandeid, näiteks vask. Paaritute elektronide spinnil kipub olema magnetiline dipoolmoment, mis paneb need toimima nagu pisikesed magnetid. Lisaks joonduvad elektronide spinnid magnetväljaga paralleelselt, kui on olemas väline magnetväli. See põhjustab netotõmmet.
Kuid paramagnetid ei säilita magnetiseeritust välise magnetvälja puudumisel termilise liikumise tõttu, mis muudab pöörlemissuunad juhuslikult. Seetõttu kipub rakendatud magnetvälja eemaldamisel täielik magnetiseerumine langema nulli.
Mis on superparamagnetiline?
Termina superparamagnetiline viitab magnetismi vormile, mis ilmneb väikestes ferromagnetilistes või ferrimagnetilistes nanoosakestes. See on ka magnetismi vorm. Tavaliselt võib magnetiseerimine väikestes nanoosakestes temperatuuri mõjul juhuslikult suunda pöörata. Tüüpilist aega kahe pöörde vahel nimetame Neeli lõõgastusajaks.
Joonis 02: Maghemiidi ränidioksiidi nanoosakeste klaster
Kui väline magnetväli puudub, on nanoosakeste magnetiseerumise mõõtmiseks kasutatav aeg palju pikem kui Neeli lõõgastusaeg, seega näib nende magnetiseerumine keskmise nullina. Seda olekut nimetatakse superparamagnetiliseks olekuks. Sellise oleku tekkimisel võib väline magnetväli nanoosakesi magnetiseerida sarnaselt paramagnetiga. Lisaks on superparamagnetilise materjali magnetiline tundlikkus suurem kui paramagnetil.
Mis vahe on paramagnetilisel ja superparamagnetilisel?
Magnetiline vastuvõtlikkus viitab sellele, kui palju materjal võib rakendatud magnetväljas magnetiseerida. Seda saab kirjeldada kui suhet magnetiseerimise suhte ja rakendatud magnetiseeriva välja intensiivsuse vahel. Peamine erinevus paramagnetilise ja superparamagnetilise vahel on see, et superparamagnetilise materjali magnetiline tundlikkus on suurem kui paramagnetilisel materjalil.
Allpool olev infograafik esitab tabelina paramagnetiliste ja superparamagnetiliste erinevused kõrvuti võrdlemiseks.
Kokkuvõte – paramagnetiline vs superparamagnetiline
Mõne paramagnetiline viitab mõnele materjalile, millel on nõrk külgetõmme väliselt rakendatud magnetväljadele, kus seesmiselt on need tekitanud magnetväljad rakendatava magnetvälja suunas. Mõiste superparamagnetiline viitab magnetismi vormile, mis ilmneb väikestes ferromagnetilistes või ferrimagnetilistes nanoosakestes. Peamine erinevus paramagnetilise ja superparamagnetilise vahel on see, et superparamagnetilise materjali magnetiline tundlikkus on paramagnetilise materjali omaga võrreldes suurem.
