La principale différence entre paramagnétique et superparamagnétique est que la susceptibilité magnétique d'un matériau superparamagnétique est plus grande que celle d'un matériau paramagnétique.
Le terme paramagnétique fait référence à certains matériaux ayant une faible attraction pour les champs magnétiques appliqués de l'extérieur où ils ont en interne des champs magnétiques induits dans la direction du champ magnétique appliqué. Le terme superparamagnétique, quant à lui, fait référence à la forme de magnétisme qui apparaît dans les petites nanoparticules ferromagnétiques ou ferrimagnétiques.
La susceptibilité magnétique fait référence à la mesure de la magnétisation d'un matériau dans un champ magnétique appliqué. Nous pouvons le décrire comme le rapport entre le rapport de l'aimantation et l'intensité du champ magnétisant appliqué.
Qu'est-ce que le paramagnétique ?
Le terme paramagnétique fait référence à certains matériaux ayant une faible attraction pour les champs magnétiques appliqués de l'extérieur où ils ont en interne des champs magnétiques induits dans la direction du champ magnétique appliqué. C'est une forme de magnétisme, et d'autres formes majeures incluent les matériaux diamagnétiques et ferromagnétiques. Les matériaux paramagnétiques comprennent principalement des éléments chimiques et certains composés qui ont une perméabilité magnétique relative légèrement supérieure à 1. Par conséquent, ces matériaux sont attirés par les champs magnétiques.
Figure 01: Paramagnétisme de l'oxygène moléculaire, comme indiqué par l'attraction de l'oxygène liquide sur les aimants
La plupart des atomes ayant des orbitales atomiques incomplètement remplies sont paramagnétiques car le paramagnétisme se produit en raison de la présence d'électrons non appariés dans le matériau. Cependant, il peut y avoir quelques exceptions, comme le cuivre. Le spin des électrons non appariés a tendance à avoir un moment dipolaire magnétique, ce qui les fait agir comme de minuscules aimants. De plus, les spins des électrons s'alignent parallèlement au champ magnétique lorsqu'un champ magnétique externe est présent. Cela provoque une attraction nette.
Cependant, les paramagnétiques ne conservent aucune magnétisation en l'absence du champ magnétique externe en raison du mouvement thermique qui randomise les orientations de spin. Par conséquent, l'aimantation totale a tendance à tomber à zéro lors de la suppression du champ magnétique appliqué.
Qu'est-ce que le superparamagnétique ?
Le terme superparamagnétique fait référence à la forme de magnétisme qui apparaît dans les petites nanoparticules ferromagnétiques ou ferrimagnétiques. C'est aussi une forme de magnétisme. Typiquement, dans les petites nanoparticules, la magnétisation peut inverser la direction de manière aléatoire lorsqu'il y a une influence provenant de la température. Nous appelons le temps typique entre les deux flips le temps de relaxation de Neel.
Figure 02: Grappe de nanoparticules de silice de maghémite
Lorsqu'il n'y a pas de champ magnétique externe, le temps que nous utilisons pour mesurer l'aimantation des nanoparticules est beaucoup plus long que le temps de relaxation de Neel, donc leur aimantation apparaît comme nulle en moyenne. Cet état est appelé état superparamagnétique. Lorsque cet état se produit, un champ magnétique externe peut magnétiser les nanoparticules d'une manière similaire à celle d'un paramagnétique. De plus, la susceptibilité magnétique d'un matériau superparamagnétique est plus grande que celle d'un paramagnétique.
Quelle est la différence entre paramagnétique et superparamagnétique ?
La susceptibilité magnétique fait référence à la mesure de la magnétisation d'un matériau dans un champ magnétique appliqué. Nous pouvons le décrire comme le rapport entre le rapport d'aimantation et l'intensité du champ magnétisant appliqué. La principale différence entre paramagnétique et superparamagnétique est que la susceptibilité magnétique d'un matériau superparamagnétique est plus grande que celle d'un matériau paramagnétique.
L'infographie ci-dessous présente les différences entre paramagnétique et superparamagnétique sous forme de tableau pour une comparaison côte à côte.
Résumé - Paramagnétique vs Superparamagnétique
Le terme paramagnétique fait référence à certains matériaux ayant une faible attraction pour les champs magnétiques appliqués de l'extérieur où, à l'intérieur, ils ont des champs magnétiques induits dans la direction du champ magnétique appliqué. Le terme superparamagnétique fait référence à la forme de magnétisme qui apparaît dans les petites nanoparticules ferromagnétiques ou ferrimagnétiques. le différence clé entre paramagnétique et superparamagnétique est que la susceptibilité magnétique d'un matériau superparamagnétique est plus grande que celle d'un matériau paramagnétique.
