Nøgleforskellen mellem paramagnetisk og superparamagnetisk er, at et superparamagnetisk materiales magnetiske modtagelighed er større sammenlignet med et paramagnetisk materiales.
Udtrykket paramagnetisk refererer til nogle materialer, der har svag tiltrækning til eksternt påførte magnetiske felter, hvor de internt har inducerede magnetiske felter i retning af det påførte magnetfelt. Udtrykket superparamagnetisk henviser på den anden side til den form for magnetisme, der optræder i små ferromagnetiske eller ferrimagnetiske nanopartikler.
Magnetisk modtagelighed refererer til målet for, hvor meget et materiale kan blive magnetiseret i et påført magnetfelt. Vi kan beskrive det som forholdet mellem forholdet mellem magnetisering og påført magnetiseringsfeltintensitet.
Hvad er paramagnetisk?
Udtrykket paramagnetisk refererer til nogle materialer, der har svag tiltrækning til eksternt påførte magnetiske felter, hvor de internt har inducerede magnetiske felter i retning af det påførte magnetfelt. Det er en form for magnetisme, og andre større former omfatter diamagnetiske og ferromagnetiske materialer. Paramagnetiske materialer omfatter for det meste kemiske grundstoffer og nogle forbindelser, der har en relativ magnetisk permeabilitet, der er lidt større end 1. Derfor tiltrækkes disse materialer af magnetiske felter.
Figur 01: Paramagnetisme af molekylært ilt, som angivet ved tiltrækningen af flydende ilt til magneter
De fleste atomer med ufuldstændigt udfyldte atomorbitaler er paramagnetiske, fordi paramagnetisme opstår på grund af tilstedeværelsen af uparrede elektroner i materialet. Der kan dog være nogle undtagelser, såsom kobber. Spin af uparrede elektroner har en tendens til at have et magnetisk dipolmoment, som får dem til at fungere som små magneter. Desuden flugter elektronernes spin parallelt med magnetfeltet, når et eksternt magnetfelt er til stede. Dette forårsager en nettoattraktion.
Paramagneter bevarer dog ingen magnetisering i fravær af det eksterne magnetfelt på grund af den termiske bevægelse, der randomiserer spin-orienteringer. Derfor har total magnetisering en tendens til at falde til nul ved fjernelse af det påførte magnetfelt.
Hvad er Superparamagnetisk?
Udtrykket superparamagnetisk refererer til den form for magnetisme, der optræder i små ferromagnetiske eller ferrimagnetiske nanopartikler. Det er også en form for magnetisme. Typisk i små nanopartikler kan magnetisering tilfældigt vende retningen, når der er en påvirkning fra temperaturen. Vi kalder den typiske tid mellem de to vendinger som Neel-afslapningstiden.
Figur 02: Maghemite Silica Nanopartikel Cluster
Når der ikke er noget eksternt magnetfelt, er den tid, vi bruger til at måle magnetiseringen af nanopartiklerne, meget længere end Neel-afslapningstiden, så deres magnetisering fremstår som gennemsnitlig nul. Denne tilstand kaldes den superparamagnetiske tilstand. Når denne tilstand opstår, kan et eksternt magnetfelt magnetisere nanopartiklerne på samme måde som en paramagnet. Derudover er den magnetiske modtagelighed af et superparamagnetisk materiale større sammenlignet med en paramagnets.
Hvad er forskellen mellem paramagnetisk og superparamagnetisk?
Magnetisk modtagelighed refererer til målet for, hvor meget et materiale kan blive magnetiseret i et påført magnetfelt. Vi kan beskrive det som forholdet mellem forholdet mellem magnetisering og den anvendte magnetiseringsfeltintensitet. Den vigtigste forskel mellem paramagnetisk og superparamagnetisk er, at den magnetiske modtagelighed af et superparamagnetisk materiale er større sammenlignet med et paramagnetisk materiales.
Nedenstående infografik præsenterer forskellene mellem paramagnetisk og superparamagnetisk i tabelform til sammenligning side om side.
Oversigt – Paramagnetisk vs Superparamagnetisk
Udtrykket paramagnetisk refererer til nogle materialer, der har svag tiltrækning til eksternt påførte magnetiske felter, hvor de internt har induceret magnetiske felter i retning af det påførte magnetfelt. Udtrykket superparamagnetisk refererer til den form for magnetisme, der optræder i små ferromagnetiske eller ferrimagnetiske nanopartikler. Den vigtigste forskel mellem paramagnetisk og superparamagnetisk er, at den magnetiske modtagelighed af et superparamagnetisk materiale er større sammenlignet med et paramagnetisk materiales.
