Néel-Temperatur

Die Néel-Temperatur $ T_{\text{N}} $ (nach Louis Néel, der für die Beschreibung 1970 den Nobelpreis in Physik erhielt) ist die Temperatur, oberhalb derer ein antiferromagnetischer Stoff paramagnetisch wird; die thermische Energie wird hier groß genug, um die magnetische Ordnung innerhalb des Stoffes zu zerstören. Die Néel-Temperatur ist damit das Analogon zur Curie-Temperatur $ T_{\text{C}} $ ferromagnetischer Stoffe.

Oberhalb von $ T_{\text{N}} $ gilt für die magnetische Suszeptibilität $ \chi _{m} $ als Funktion der Temperatur $ T $:

$ \chi _{m}={\frac {C}{T+T_{\mathrm {N} }}} $

mit der materialspezifischen Curie-Konstanten $ C. $

Unterhalb von $ T_{\text{N}} $ nimmt die Suszeptibilität mit sinkender Temperatur ebenfalls ab, d. h. bei $ T_{\text{N}} $ hat sie ihr Maximum erreicht.

Die Néel-Temperatur von Hämatit liegt z. B. bei 675 °C.

Herleitung

Die Herleitung erfolgt aus der Molekularfeldtheorie: d. h. ein magnetisches Moment wird im mittleren Magnetfeld $ B $ seiner Nachbarn betrachtet. Als Folge gilt das Curiesche Gesetz:

$ \mu _{0}M={\frac {C}{T}}(B-\kappa \cdot \mu _{0}M). $

Dabei ist

• $ \mu _{0} $ die magnetische Feldkonstante
• $ M $ die Magnetisierung
• $ \kappa \cdot \mu _{0}M $ das Austauschfeld, wobei $ \kappa $ die Kopplung regelt.

Somit folgt:

$ \Rightarrow \chi _{m}={\frac {\mu _{0}M}{B}}={\frac {C}{T+\kappa C}} $

und $ \kappa C $ lässt sich als $ T_{\mathrm {N} } $ identifizieren.

Literatur

• Horst Stöcker: Taschenbuch der Physik. 4. Auflage, Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main 2000, ISBN 3-8171-1628-4