فریت ها دسته ای از مواد مغناطیسی سرامیکی هستند که کاربردهای گسترده ای در زمینه مخابرات و الکترونیک دارند. اساس کاربرد این مواد در صنایع مخابرات و الکترونیک خاصیت ...
مواد را می¬توان با توجه به پاسخی که به یک میدان مغناطیسی خارجی اعمال‌شده طبقه‌بندی نمود (شکل (1-1) ). از نحوه¬ی جهت‌گیری ممان¬های مغناطیسی در یک ماده می¬توان برای شناسایی انواع مختلفی از رفتارهای مغناطیسی مشاهده‌شده در طبیعت استفاده کرد. رفتار مغناطیسی در پنج نوع پایه طبقه‌بندی می-شود: دیامغناطیس، پارامغناطیس، فرو مغناطیس، آنتی فرو مغناطیس و فری مغناطیس [6].
ديامغناطيس
در برخی از مواد در حضور یک میدان مغناطیسی اعمال‌شده خارجی، حلقه‌های جریان اتمی ایجادشده توسط حرکت مداری الکترون¬ها با میدان اعمالی مخالفت می¬کند. همه موادی که نسبت به یک میدان مغناطیسی چنین دافعه ضعیفی را نشان می¬دهند به عنوان مواد دیامغناطیس شناخته می¬شوند. با این حال، این رفتار بسیار ضعیف است و بنابراین هر شکل دیگری از رفتار مغناطیسی که یک ماده ممکن است داشته باشد معمولاً بر اثرات این حلقه‌های جریان غلبه می¬کند. از لحاظ آرایش الکترونی مواد، رفتار دیامغناطیس در مواد با زیر لایه‌های الکترونیکی پر شده که در آن‌ها ممان¬های مغناطیسی جفت شده هستند و در کل یکدیگر را خنثی می¬کنند، مشاهده می¬شود. مواد دیامغناطیس دارای تأثیرپذیری مغناطیسی منفی (χ < 0) بوده و یک میدان مغناطیسی اعمالی را به‌طور ضعیفی دفع می¬کند (به عنوان مثال، کوارتز SiO2، کلسیت CaCO3، مس، نقره، طلا، بیسموت، بریلیوم و ابررساناها). اگر این مواد ممان مغناطیسی خالصی را به نمایش بگذارند یا دارای نظم بلند بردی از ممان¬های مغناطیسی باشند اثرات این حلقه‌های جریان اتمی غالب است [6,7].
پارامغناطيس
موادی که ممان¬های مغناطیسی اتمی آن‌ها جفت نشده است دارای رفتار پارامغناطیسی هستند بنابراین ممان-های مواد پارامغناطیس دارای نظم بلند برد نیست به عنوان مثال مونت موری لونیت ، پیریت ، آلومینیم، پلاتین و منگنز. در غیاب میدان مغناطیسی این ممان¬ها به ¬صورت اتفاقی جهت¬گیری می¬نمایند که هیچ¬گونه مغناطش ماکروسکوپی را ایجاد نمی¬کنند. با این حال در حضور میدان مغناطیسی، ممان¬ها تمایل دارند با جهت میدان همسو شده و یک مغناطش برآیند ایجاد کنند. هنگامی¬که الکترون¬های جفت نشده به صورت منفرد و بدون میان کنش متقابل بین یکدیگر عمل می¬کنند، این اثر پارامغناطیس نامیده می¬شود. ممان¬های مغناطیسی منفرد تمایل دارند که با جهت میدان هم¬جهت¬ شوند اما در مقابل حضور انرژی حرارتی باعث جهت¬گیری اتفاقی اسپین¬ها می¬گردد. مقدار تأثیرپذیری مغناطیسی (χm) در این مواد مثبت و نزدیک صفر است [8,6,7].
فرو مغناطیس، آنتی فرو مغناطیس و فری مغناطیس
مواد با رفتار فرو مغناطیسی دارای ممان¬های مغناطیسی اتمی هم سو با اندازه‌های یکسان هستند و ساختارهای بلوری‌شان امکان ایجاد میان کنش‌های کوپلاژ مستقیم را بین ممان¬های مغناطیسی اتمی فراهم می¬کند، که می¬تواند چگالی شار را به شدت افزایش د¬هد(به عنوان مثال آهن، نیکل، کبالت، تعدادی از فلزات نادر خاکی و آلیاژهایشان). علاوه بر این، ممان¬های هم سو شده در مواد فرو مغناطیس می‌توانند در غیاب یک میدان مغناطیسی، یک مغناطش خود به خودی را نتیجه دهند. این موضوع منجر به ایجاد ممان مغناطیسی میکروسکوپی بزرگی در این نواحی کوچک که سامان¬های وایس نامیده می¬شوند، می¬گردد. میان کنش تبادلاتی بین اسپین¬ها در یک ماده فرو مغناطیس مثبت است و بنابراین تمامی اسپین¬ها در یک جهت نظم می¬یابند.
با این حال در برخی جامدات تبادل بین الکترون¬های جفت نشده باعث چینش پاد موازی اسپین¬ها می¬گردد. بسیاری از منواکسیدهای فلزات انتقالی این رفتار را نشان می¬دهند. این مواد آنتی¬فرومغناطیس نامیده می-شوند. در این مواد تعداد و اندازه بزرگی اسپین¬های جهت یافته به¬ صورت پاد موازی کاملاً برابر است (به عنوان مثال ترولیت FeS، ایلمینیت FeTiO2). کوپلاژ میان کنش تبادلاتی ممان¬ها به گونه¬ای است که پاد موازی بوده بنابراین دارای یک مغناطش خالص صفر است. بالاتر از دمای نیل (TN) انرژی حرارتی برای نوسان ممان¬های اتمی مساوی و هم سو شده در خلاف جهت به‌طور تصادفی کافی است که منجر به ناپدید شدن نظم دامنه بلند ممان¬ها می¬شود. در این حالت مواد رفتار پارامغناطیس را بروز می¬دهند.
ماده فری مغناطیس ماده¬ای است که اندازه ممان اسپین¬های پاد موازی در آن مساوی یکدیگر نیستند و بنابراین منجر به ممان مغناطیسی برآیند و غیر صفر خواهد شد. این گروه از مواد مهم‌ترین گروه اکسید¬های مغناطیسی هستند(به عنوان مثال Fe3O4 و Fe3S4).
برای مواد فرو و فری مغناطیس χm بسیار بزرگ‌تر از یک است. در این مواد با افزایش دما و رسیدن به ترتیب به دمای کوری و نایل، اسپین¬های هم سو شده به ¬تدریج شروع به از دست دادن نظم می¬کنند و به¬ صورت اتفاقی جهت¬گیری می¬نمایند. در این حالت ماده به صورت پارامغناطیس در می¬آید [8,6,7].