Néel-Temperatur

Die Néel-Temperatur ${\displaystyle T_{\text{N}}}$ (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 ${\displaystyle T_{\text{C}}}$ ferromagnetischer Stoffe.

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

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

mit der materialspezifischen Curie-Konstanten ${\displaystyle C.}$

Unterhalb von ${\displaystyle T_{\text{N}}}$ nimmt die Suszeptibilität mit sinkender Temperatur ebenfalls ab, d. h. bei ${\displaystyle T_{\text{N}}}$ 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 ${\displaystyle B}$ seiner Nachbarn betrachtet. Als Folge gilt das Curiesche Gesetz:

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

Dabei ist

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

Somit folgt:

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

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

Literatur

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