בחומרים עם אנטי-פרומגנטיות הספינים של האלקטרונים מסתדרים בתבנית סדירה שבה כל ספין סמוך מצביע בכיוון ההפוך לשכנו. כאן "ספין" הוא הממד המגנטי הקטן של אלקטרון, כמו כיוון מגנטי זעיר.
מצב זה קיים בטמפרטורות נמוכות. מעל טמפרטורה מסוימת, שנקראת טמפרטורת ניל, הסדר הזה מתפרק. מעבר זה דומה לשינוי שבו החומר הופך לפרמגנטי, כלומר לסביבה שבה הספינים אינם מסודרים לאורך נמוך של טמפרטורה.
הסזפטיביליות המגנטית (מדד לרגישות החומר לשדה מגנטי) של אנטי-פרומגנט עוברת דרך שיא ככל שמורידים את הטמפרטורה. בניגוד לזה, בחומרים פרמגנטיים הערך גדל כשמורידים טמפרטורה.
אנטי-פרומגנטיות יכולה להיראות לעיתים כדיאמגנטיות, ולעיתים כאילו היא פרמגנטית במדידות. יש גם מושג של "תסכול גאומטרי", מצב שבו המבנה האטומי מונע מהספינים להגיע לסידור האנרגטי הנמוך ביותר.
דוגמאות לחומרים כאלה כוללות כרום, סגסוגות כמו ברזל-מנגן (FeMn), וחומרים חמצניים כמו NiO. גם מוליכים־על ייחודיים (למשל URu2Si2) וצברים עם גרעינים כבדים מציגים לעיתים אנטי-פרומגנטיות. במקרים נדירים גם מולקולות אורגניות רדיקליות מציגות זיווג אנטי-פרומגנטי.
אנטי-פרומגנטים יכולים להשפיע על שכבות פרומגנטיות שכנות באמצעות "חילוף אניזוטרופיה", מנגנון שמייצב כיוון מסוים בשכבה הפרומגנטית. אפקט זה שימושי בטרנזיסטורים וסלילים מגנטיים ובבסיסם של חיישנים מגנטיים, כולל ראשים של כוננים קשיחים מודרניים.
יש גם חומרים לא מסודרים, כמו זכוכית ברזל-פוספט, שהופכים לאנטי-פרומגנטיים מתחת לטמפרטורת ניל. ברשתות כאלה אי אפשר לסדר כל ספין בניגוד מדויק לשכנו, ולכן מעריכים רק ממוצע אנטי-פרומגנטי. מצב כזה מכונה ספרומגנטיות.
בכמה חומרים הספינים של האלקטרונים מסתדרים בזוגות מנוגדים. "ספין" הוא כמו מגנט קטן של אלקטרון.
מצב מסודר כזה קיים בטמפרטורות נמוכות. כשחם יותר, הסדר נעלם. הטמפרטורה שבה זה קורה נקראת טמפרטורת ניל.
חומרים כאלה לפעמים נראים דומים להתנהגויות מגנטיות אחרות. יש גם מצבים שבהם המבנה מונע מהספינים להתיישר נכון. זה קוראים לו תסכול גאומטרי.
דוגמאות פשוטות הן כרום, סגסוגות ברזל-מנגן, וחומר חמצני כמו NiO. גם חומרים מיוחדים אחרים יכולים להתנהג כך.
אנטי-פרומגנטיות שימושית גם בטכנולוגיה. היא יכולה לקבוע את כיוון השכבה המגנטית השכנה. כך עושים שסתומים מגנטיים וחיישנים, למשל בראשים של כונני מחשב.
תגובות גולשים