Het belangrijkste verschil tussen paramagnetisch en superparamagnetisch is dat de magnetische gevoeligheid van een superparamagnetisch materiaal groter is in vergelijking met die van een paramagnetisch materiaal.
De term paramagnetisch verwijst naar sommige materialen die een zwakke aantrekkingskracht hebben op extern aangelegde magnetische velden, waar ze intern magnetische velden hebben geïnduceerd in de richting van het aangelegde magnetische veld. De term superparamagnetisch verwijst daarentegen naar de vorm van magnetisme die voorkomt in kleine ferromagnetische of ferrimagnetische nanodeeltjes.
Magnetische gevoeligheid verwijst naar de mate waarin een materiaal kan worden gemagnetiseerd in een aangelegd magnetisch veld. We kunnen het omschrijven als de verhouding tussen de verhouding van magnetisatie en toegepaste magnetiserende veldintensiteit.
Wat is paramagnetisch?
De term paramagnetisch verwijst naar sommige materialen die een zwakke aantrekkingskracht hebben op extern aangelegde magnetische velden, waar ze intern magnetische velden hebben geïnduceerd in de richting van het aangelegde magnetische veld. Het is een vorm van magnetisme en andere belangrijke vormen omvatten diamagnetische en ferromagnetische materialen. Paramagnetische materialen bevatten meestal chemische elementen en sommige verbindingen met een relatieve magnetische permeabiliteit die iets groter is dan 1. Daarom worden deze materialen aangetrokken door magnetische velden.
Figuur 01: Paramagnetisme van moleculaire zuurstof, zoals aangegeven door de aantrekkingskracht van vloeibare zuurstof op magneten
De meeste atomen met onvolledig gevulde atoomorbitalen zijn paramagnetisch omdat paramagnetisme optreedt als gevolg van de aanwezigheid van ongepaarde elektronen in het materiaal. Er kunnen echter enkele uitzonderingen zijn, zoals koper. De spin van ongepaarde elektronen heeft meestal een magnetisch dipoolmoment, waardoor ze zich gedragen als kleine magneten. Bovendien worden de spins van elektronen parallel uitgelijnd met het magnetische veld wanneer een extern magnetisch veld aanwezig is. Dit veroorzaakt een netto aantrekkingskracht.
Paramagneten behouden echter geen magnetisatie in afwezigheid van het externe magnetische veld vanwege de thermische beweging die de spinoriëntaties willekeurig maakt. Daarom heeft de totale magnetisatie de neiging tot nul te dalen bij het verwijderen van het aangelegde magnetische veld.
Wat is superparamagnetisch?
De term superparamagnetisch verwijst naar de vorm van magnetisme die voorkomt in kleine ferromagnetische of ferrimagnetische nanodeeltjes. Het is ook een vorm van magnetisme. Typisch, in kleine nanodeeltjes, kan magnetisatie willekeurig de richting omdraaien wanneer er een invloed is van temperatuur. We noemen de typische tijd tussen de twee flips de Neel-ontspanningstijd.
Figuur 02: Maghemite Silica Nanoparticle Cluster
Als er geen extern magnetisch veld is, is de tijd die we gebruiken om de magnetisatie van de nanodeeltjes te meten veel langer dan de Neel-relaxatietijd, dus hun magnetisatie lijkt op gemiddeld nul. Deze toestand wordt de superparamagnetische toestand genoemd. Wanneer deze toestand optreedt, kan een extern magnetisch veld de nanodeeltjes magnetiseren op een manier die vergelijkbaar is met die van een paramagneet. Bovendien is de magnetische gevoeligheid van een superparamagnetisch materiaal groter dan die van een paramagneet.
Wat is het verschil tussen paramagnetisch en superparamagnetisch?
Magnetische gevoeligheid verwijst naar de mate waarin een materiaal kan worden gemagnetiseerd in een aangelegd magnetisch veld. We kunnen het omschrijven als de verhouding tussen de verhouding van magnetisatie en de aangelegde intensiteit van het magnetiserende veld. Het belangrijkste verschil tussen paramagnetisch en superparamagnetisch is dat de magnetische gevoeligheid van een superparamagnetisch materiaal groter is in vergelijking met die van een paramagnetisch materiaal.
De onderstaande infographic presenteert de verschillen tussen paramagnetisch en superparamagnetisch in tabelvorm voor vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Paramagnetisch vs Superparamagnetisch
De term paramagnetisch verwijst naar sommige materialen die een zwakke aantrekkingskracht hebben op extern aangelegde magnetische velden, waar ze intern magnetische velden hebben geïnduceerd in de richting van het aangelegde magnetische veld. De term superparamagnetisch verwijst naar de vorm van magnetisme die voorkomt in kleine ferromagnetische of ferrimagnetische nanodeeltjes. Het belangrijkste verschil tussen paramagnetisch en superparamagnetisch is dat de magnetische gevoeligheid van een superparamagnetisch materiaal groter is in vergelijking met die van een paramagnetisch materiaal.
