Antiferromagnetismus ist, wenn die Elektronen in einem Material zusammenwachsen und eine Kette von entgegengesetzt geladenen Teilchen bilden, obwohl das Material als Ganzes keine magnetische Eigenschaft zu haben scheint. Antiferromagnetismus ist das Gegenteil von Ferromagnetismus, bei dem sich Partikel selbst ausrichten, und tritt in Materialien wie Manganoxid auf. Das Phänomen nimmt im Allgemeinen mit steigender Temperatur ab, die Elektronen streuen willkürlich und bilden keine Ketten mehr. Die Temperatur, bei der dies auftritt, wird als Neel-Temperatur bezeichnet.
Der Name Antiferromagnetismus leitet sich vom entgegengesetzten Begriff Ferromagnetismus ab. Beim Ferromagnetismus richten sich Partikel innerhalb eines Materials innerhalb einer Domäne aus, sodass das Material innerhalb dieser spezifischen Domäne magnetisch ist. Dies kann äußerlich schwer zu finden sein, da es viele verschiedene Gruppen von Partikeln gibt, die nicht auf die gleiche Weise zueinander ausgerichtet sind. Ein ferromagnetisches Material ist Eisen. Das lateinische Wort für Eisen, „Ferrum“, leitet sich von „ferromagnetisch“ ab. Ferromagnetische Materialien können unter Verwendung eines externen Magnetfelds magnetisch gemacht werden und werden oft für Elektromagnete verwendet.
Antiferromagnetismus bedeutet, dass sich die Elektronen im Material nicht mit der gleichen magnetischen Polarität ausrichten. Auch innerhalb der spezifischen Domänen weist das Material keine magnetischen Eigenschaften auf. Da sich die Elektronen nicht in der gleichen Polarität ausrichten, heben sie sich mit der spezifischen Elektronenkette auf. Dies unterscheidet sich vom Ferromagnetismus, da in ferromagnetischen Materialien die Ketten aus Elektronen mit passender Polarität bestehen, sich jedoch die verschiedenen Ketten gegenseitig aufheben.
Louis Neel, ein französischer Physiker, fand die Temperatur, bei der der höchstmögliche Magnetismus in einem antiferromagnetischen Material erzeugt werden kann, die heute als Neel-Temperatur bezeichnet wird. Bei stetig steigender Temperatur können sich einige der gegenläufig ausgerichteten Teilchen aus ihren Ketten lösen und sich entsprechend einem äußeren Feld anordnen. Jedes Material hat eine andere Neel-Temperatur; Beispielsweise beträgt die für Manganoxid minus 240 Grad Fahrenheit (151 Grad Celsius), andere können jedoch gleich oder höher als Raumtemperatur sein. Oberhalb der Neel-Temperatur können sich die Elektronen, die sich von den durch Antiferromagnetismus erzeugten Ketten lösen, nicht einmal zu den schwachen magnetischen Gruppen formen, die sie bei niedrigeren Temperaturen können. Wenn die Temperatur immer höher wird, nimmt der Grad der Unordnung innerhalb der atomaren Struktur des Materials zu, wodurch sein Magnetismus verringert wird.