Paramanyetik ve süperparamanyetik arasındaki temel fark, süperparamanyetik bir malzemenin manyetik duyarlılığının bir paramanyetik malzemeninkinden daha büyük olmasıdır.
Paramanyetik terimi, uygulanan manyetik alan yönünde dahili olarak indüklenmiş manyetik alanlara sahip oldukları, harici olarak uygulanan manyetik alanlara karşı zayıf çekiciliğe sahip bazı malzemeleri ifade eder. Süperparamanyetik terimi ise, küçük ferromanyetik veya ferrimanyetik nanoparçacıklarda görülen manyetizma biçimini ifade eder.
Manyetik duyarlılık, bir malzemenin uygulanan bir manyetik alanda ne kadar manyetize olabileceğinin ölçüsünü ifade eder. Bunu, manyetizasyon oranı ile uygulanan manyetizasyon alan şiddeti arasındaki oran olarak tanımlayabiliriz.
Paramanyetik nedir?
Paramanyetik terimi, uygulanan manyetik alan yönünde dahili olarak indüklenmiş manyetik alanlara sahip oldukları, harici olarak uygulanan manyetik alanlara karşı zayıf çekiciliğe sahip bazı malzemeleri ifade eder. Bu bir manyetizma biçimidir ve diğer ana biçimler diamanyetik ve ferromanyetik malzemeleri içerir. Paramanyetik malzemeler çoğunlukla kimyasal elementler ve göreceli manyetik geçirgenliği 1'den biraz daha büyük olan bazı bileşikler içerir. Bu nedenle, bu malzemeler manyetik alanlara çekilir.
Şekil 01: Sıvı Oksijenin Mıknatıslara Çekilmesiyle gösterildiği gibi Moleküler Oksijenin Paramanyetizması
Tamamen doldurulmamış atomik orbitallere sahip atomların çoğu paramanyetiktir, çünkü paramanyetizma, malzemedeki eşleşmemiş elektronların varlığı nedeniyle oluşur. Ancak, bakır gibi bazı istisnalar olabilir. Eşlenmemiş elektronların dönüşü, manyetik bir dipol momente sahip olma eğilimindedir, bu da onları küçük mıknatıslar gibi hareket ettirir. Ayrıca, harici bir manyetik alan mevcut olduğunda elektronların dönüşleri manyetik alana paralel olarak hizalanır. Bu, net bir çekiciliğe neden olur.
Ancak, dönüş yönelimlerini rastgele hale getiren termal hareket nedeniyle, harici manyetik alanın yokluğunda paramagnetler herhangi bir manyetizasyon tutmaz. Bu nedenle, toplam manyetizasyon, uygulanan manyetik alanın kaldırılmasıyla sıfıra düşme eğilimindedir.
Süperparamanyetik nedir?
Süperparamanyetik terimi, küçük ferromanyetik veya ferrimanyetik nanoparçacıklarda görünen manyetizma biçimini ifade eder. Aynı zamanda bir manyetizma şeklidir. Tipik olarak, küçük nanoparçacıklarda, sıcaklıktan gelen bir etki olduğunda manyetizasyon yönü rastgele çevirebilir. İki takla arasındaki tipik süreye Neel gevşeme süresi diyoruz.
Şekil 02: Maghemit Silika Nanoparçacık Kümesi
Harici bir manyetik alan olmadığında, nanoparçacıkların manyetizasyonunu ölçmek için kullandığımız süre Neel gevşeme süresinden çok daha uzundur, bu nedenle manyetizasyonları ortalama sıfır olarak görünür. Bu duruma süperparamanyetik durum denir. Bu durum meydana geldiğinde, harici bir manyetik alan, nanoparçacıkları bir paramagnetinkine benzer bir şekilde manyetize edebilir. Ek olarak, süperparamanyetik bir malzemenin manyetik duyarlılığı, bir paramagnetinkinden daha büyüktür.
Paramanyetik ve Süperparamanyetik Arasındaki Fark Nedir?
Manyetik duyarlılık, bir malzemenin uygulanan bir manyetik alanda ne kadar manyetize olabileceğinin ölçüsünü ifade eder. Bunu, manyetizasyon oranı ile uygulanan manyetizasyon alan şiddeti arasındaki oran olarak tanımlayabiliriz. Paramanyetik ve süperparamanyetik arasındaki temel fark, süperparamanyetik bir malzemenin manyetik duyarlılığının bir paramanyetik malzemeninkinden daha büyük olmasıdır.
Aşağıdaki infografik, yan yana karşılaştırma için paramanyetik ve süperparamanyetik arasındaki farkları tablo biçiminde sunar.
Özet – Paramanyetik ve Süperparamanyetik
Paramanyetik terimi, dahili olarak uygulanan manyetik alan yönünde manyetik alanları indüklediği, harici olarak uygulanan manyetik alanlara karşı zayıf çekiciliğe sahip bazı malzemeleri ifade eder. Süperparamanyetik terimi, küçük ferromanyetik veya ferrimanyetik nanoparçacıklarda görülen manyetizma biçimini ifade eder. Paramanyetik ve süperparamanyetik arasındaki temel fark, süperparamanyetik bir malzemenin manyetik duyarlılığının bir paramanyetik malzemeninkinden daha büyük olmasıdır.
