פרימגנטיות

בפיזיקה פרימגנטיות היא מצב שבו המומנטים המגנטיים של אטומים בתת‑שכבות פונים בכיוונים מנוגדים, כמו באנטי‑פרומגנטיות. מומנט מגנטי הוא כיוון וכוח קטן שמקושר לכל אטום. בהבדל מפרום‑פרומגנטיות, במבנה פרימגנטי המומנטים המנוגדים אינם שווים, ולכן נשארת מגנטיזציה נטו (מגנטיות ספונטנית).

תופעה זו מתרחשת כשהתת‑שכבות מורכבות מחומרים שונים או מיונים שונים (למשל Fe2+ ו‑Fe3+). מתחת לטמפרטורת קירי, הטמפרטורה שמעליה חומר מפסיק להיות ממגנט, יש בדרך כלל מגנטיזציה ספונטנית. עם זאת, לפעמים קיימת טמפרטורה נמוכה יותר שבה שני המומנטים של התת‑שכבות שווים ונקבל סכום אפס. מצב זה נקרא נקודת פיצוי של המגנטיזציה.

נקודת פיצוי נצפית בקלות במינרלים כמו גארנט ובסגסוגות של מתכות מעבר נדירות. פרימגנטים יכולים גם להראות נקודת פיצוי של התנע הזוויתי. תנע זוויתי הוא תכונה פיזיקלית שקשורה לסיבוב של חלקיקים, ונקודת הפיצוי הזו חשובה לשחזור מהיר של מגנטיזציה במכשירי זיכרון מגנטיים.

חומרים פרימגנטיים מוכרים כוללים פריטים (ferrites), גארנטים, והמינרל הישן והמפורסם מגנטיט (Fe3O4). בתחילה סווגו כמה חומרים אלה כפרומגנטיים, עד שנמצאו סוגי סדר מגנטי שונים.


לחומרים פרימגנטיים יש התנגדות חשמלית גבוהה ותכונות אניזוטרופיות. אניזוטרופיה פירושה שהחומר מתנהג אחרת בכיוונים שונים.

האניזוטרופיה יכולה להיות מושרת על‑ידי שדה מגנטי חיצוני. השדה מיישר דיפולים מגנטיים, דיפול מגנטי הוא כמו חץ קטן שמצביע על כיוון המגנטיות של אטום, וגורם להכנסת מומנט מגנטי נטו. הדיפולים יכולים לשנות כיוון בתדירות שמkontrollית על־ידי השדה; תדירות זו נקראת תדירות לארמור.

גל מיקרוגל מקוטב מעגלית שמסתובב באותו כיוון משנה את כיוון הדיפולים בקלות, כי הקשר ביניהם חזק. כשכיוון הסיבוב מנוגד, הקשר חלש והגל עובר פחות. תכונה כיוונית זו מנוצלת במכשירי מיקרוגל מיוחדים, כמו מבודדים ומעגלי גירוסקופ (גירוסקופים) בתחום החיווט המגנטי.

פרימגנטיות היא תכונה של חומרים שבה חלק מהאטומים פונים ימינה וחלק שמאלה. מומנט מגנטי הוא כמו חץ קטן שמראה כיוון מגנטי של אטום.

בחומרים כאלה החצים לא שווים, אז נוצר מגנט קטן כללי. זה קורה כשהשכבות בחומר שונות, למשל כשיש יונים שונים.

יש טמפרטורה שקוראים לה טמפרטורת קירי. מעליה החומר מפסיק להיות ממגנט. לפעמים יש גם טמפרטורה שבה החצים משווים זה לזה והמגנט נעלם. קוראים לזה נקודת פיצוי.

דוגמאות לחומרים פרימגנטיים: פריטים (סוג של חומרים המגנטיים), גארנט, והמינרל מגנטיט. מגנטיט הוא סוג של סלע עשוי ברזל.


חומרים פרימגנטיים אינם מעבירים חשמל בקלות. הם גם מתנהגים אחרת לפי הכיוון, זה נקרא אניזוטרופיה, כלומר "שונה בכיוון".

שדה מגנטי חיצוני יכול לסדר את החצים האלה. גל מיקרוגל שמסתובב באותו כיוון יעבור בחומר יותר בקלות. תכונה זו עוזרת לבנות מכשירים מיוחדים למיקרוגל.