L’antiferromagnetismo è quando gli elettroni all’interno di un materiale si uniscono, formando una catena di particelle di carica opposta, anche se il materiale nel suo insieme non sembra avere alcuna qualità magnetica. L’antiferromagnetismo è l’opposto del ferromagnetismo, in cui le particelle si allineano e si verifica in materiali come l’ossido di manganese. Il fenomeno generalmente diminuisce all’aumentare della temperatura, gli elettroni si disperdono arbitrariamente e non formano più catene. La temperatura alla quale ciò si verifica è indicata come temperatura di Neel.
Il nome antiferromagnetismo deriva dal termine opposto ferromagnetismo. Nel ferromagnetismo, le particelle all’interno di un materiale si allineano all’interno di un dominio in modo che all’interno di quel dominio specifico, il materiale sia magnetico. Questo può essere difficile da trovare esternamente, perché ci sono molti diversi gruppi di particelle che non sono allineati nello stesso modo l’uno con l’altro. Un materiale ferromagnetico è il ferro. La parola latina per ferro, “ferrum”, è da cui deriva la parola “ferromagnetico”. I materiali ferromagnetici possono essere resi magnetici con l’uso di un campo magnetico esterno e sono spesso usati per gli elettromagneti.
Antiferromagnetismo significa che gli elettroni all’interno del materiale non si allineano con la stessa polarità magnetica. Anche all’interno dei domini specifici, il materiale non mostra alcuna qualità magnetica. Poiché gli elettroni non si allineano nella stessa polarità, si annullano a vicenda con la specifica catena di elettroni. Questo è diverso dal ferromagnetismo, perché nei materiali ferromagnetici, le catene sono costituite da elettroni con polarità corrispondente, ma le diverse catene si annullano a vicenda.
Louis Neel, un fisico francese, ha scoperto la temperatura alla quale può essere prodotto il più alto livello possibile di magnetismo in un materiale antiferromagnetico, ora chiamato temperatura di Neel. Man mano che la temperatura aumenta, alcune delle particelle allineate in modo opposto possono liberarsi dalle loro catene e disporsi secondo un campo esterno. Ogni materiale ha una temperatura Neel diversa; per esempio, quello per l’ossido di manganese è meno 240 gradi Fahrenheit (151 gradi Celsius), ma altri possono essere uguali o maggiori della temperatura ambiente. Al di sopra della temperatura di Neel, gli elettroni che si liberano dalle catene prodotte dall’antiferromagnetismo non possono formare nemmeno i deboli gruppi magnetici che possono formare a temperature più basse. All’aumentare della temperatura, il livello di disordine all’interno della struttura atomica del materiale aumenta, diminuendo così il suo livello di magnetismo.