paramagnetisme henviser til en egenskab ved bestemte materialer, der er svagt tiltrukket af magnetiske felter. Når de udsættes for et eksternt magnetfelt, dannes indre inducerede magnetiske felter i disse materialer, der er ordnet i samme retning som det påførte felt. Når det påførte felt er fjernet, mister materialerne deres magnetisme, da termisk bevægelse randomiserer elektronspindorienteringen.
Materialer, der viser paramagnetisme kaldes paramagnetisk. Nogle forbindelser og de fleste kemiske elementer er paramagnetiske under visse omstændigheder. Imidlertid viser ægte paramagneter magnetisk følsomhed i henhold til Curie- eller Curie-Weiss-lovene og udviser paramagnetisme over et bredt temperaturområde. Eksempler på paramagneter inkluderer koordinationskompleks myoglobin, overgangsmetalkomplekser, jernoxid (FeO) og ilt (O2). Titanium og aluminium er metalliske elementer, der er paramagnetiske.
Superparamagneter er materialer, der viser en netto paramagnetisk respons, men som alligevel viser ferromagnetisk eller ferrimagnetisk orden på det mikroskopiske niveau. Disse materialer overholder Curie-loven, men har alligevel meget store Curie-konstanter.
ferrofluider er et eksempel på superparamagneter. Solide superparamagneter er også kendt som mictomagneter. Legeringen AuFe (guldjern) er et eksempel på en mictomagnet. De ferromagnetisk koblede klynger i legeringen fryser under en bestemt temperatur.Sådan fungerer paramagnetisme
Paramagnetisme er resultatet af tilstedeværelsen af mindst en uparret elektron spin i et materiales atomer eller molekyler. Med andre ord, ethvert materiale, der besidder atomer med ufuldstændigt fyldte atomiske orbitaler, er paramagnetisk. Drejningen af de uparrede elektroner giver dem et magnetisk dipol-øjeblik. Grundlæggende fungerer hver uparret elektron som en lille magnet i materialet. Når der anvendes et eksternt magnetfelt, justeres elektronenes drejning med feltet. Fordi alle de uparrede elektroner er på linje på samme måde, tiltrækkes materialet til marken. Når det eksterne felt fjernes, vender spin tilbage til deres tilfældige retning.
Magnetiseringen følger ca. Curies lov, som siger, at den magnetiske følsomhed χ er omvendt proportional med temperaturen:
M = χH = CH / T
hvor M er magnetisering, χ er magnetisk følsomhed, H er hjælpemagnetfeltet, T er den absolutte (Kelvin) temperatur, og C er den materialespecifikke Curie-konstant.
Typer af magnetisme
Magnetiske materialer kan identificeres som at de tilhører en af fire kategorier: ferromagnetisme, paramagnetisme, diamagnetisme og antiferromagnetisme. Den stærkeste form for magnetisme er ferromagnetisme.
Ferromagnetiske materialer udviser en magnetisk tiltrækning, der er stærk nok til at mærkes. Ferromagnetiske og ferrimagnetiske materialer kan forblive magnetiserede over tid. Almindelige jernbaserede magneter og sjældne jordmagneter viser ferromagnetisme.
I modsætning til ferromagnetisme er kræfterne til paramagnetisme, diamagnetisme og antiferromagnetisme svage. Ved antiferromagnetisme samles molekylers eller atoms magnetiske øjeblikke i et mønster, i hvilket naboen er beliggende elektronspins peger i modsatte retninger, men den magnetiske ordre forsvinder over en bestemt temperatur.
Paramagnetiske materialer tiltrækkes svagt af et magnetfelt. Antiferromagnetiske materialer bliver paramagnetiske over en bestemt temperatur.
Diamagnetiske materialer afvises svagt af magnetfelter. Alle materialer er diamagnetiske, men et stof er normalt ikke mærket diamagnetisk, medmindre de andre former for magnetisme er fraværende. Vismut og antimon er eksempler på diamagneter.