Der Hauptunterschied zwischen paramagnetisch und superparamagnetisch besteht darin, dass die magnetische Suszeptibilität eines superparamagnetischen Materials größer ist als die eines paramagnetischen Materials.
Der Begriff paramagnetisch bezieht sich auf einige Materialien, die schwache Anziehungskraft auf extern angelegte Magnetfelder haben, wo sie intern induzierte Magnetfelder in Richtung des angelegten Magnetfelds haben. Der Begriff superparamagnetisch hingegen bezieht sich auf die Form von Magnetismus, die in kleinen ferromagnetischen oder ferrimagnetischen Nanopartikeln auftritt.
Magnetische Suszeptibilität bezieht sich auf das Maß dafür, wie stark ein Material in einem angelegten Magnetfeld magnetisiert werden kann. Wir können es als das Verhältnis zwischen dem Verhältnis von Magnetisierung und angelegter Magnetisierungsfeldstärke beschreiben.
Was ist paramagnetisch?
Der Begriff paramagnetisch bezieht sich auf einige Materialien, die schwache Anziehungskraft auf extern angelegte Magnetfelder haben, wo sie intern induzierte Magnetfelder in Richtung des angelegten Magnetfelds haben. Es ist eine Form von Magnetismus, und andere Hauptformen umfassen diamagnetische und ferromagnetische Materialien. Paramagnetische Materialien enth alten meistens chemische Elemente und einige Verbindungen, die eine relative magnetische Permeabilität von etwas mehr als 1 haben. Daher werden diese Materialien von Magnetfeldern angezogen.
Abbildung 01: Paramagnetismus von molekularem Sauerstoff, angezeigt durch die Anziehung von flüssigem Sauerstoff zu Magneten
Die meisten Atome mit unvollständig gefüllten Atomorbitalen sind paramagnetisch, da Paramagnetismus aufgrund der Anwesenheit von ungepaarten Elektronen im Material auftritt. Es kann jedoch einige Ausnahmen geben, z. B. Kupfer. Der Spin ungepaarter Elektronen hat tendenziell ein magnetisches Dipolmoment, wodurch sie wie winzige Magnete wirken. Außerdem richten sich die Spins von Elektronen parallel zum Magnetfeld aus, wenn ein externes Magnetfeld vorhanden ist. Dies verursacht eine Nettoanziehung.
Allerdings beh alten Paramagnete in Abwesenheit des externen Magnetfelds aufgrund der thermischen Bewegung, die die Spinorientierungen randomisiert, keine Magnetisierung bei. Daher neigt die Gesamtmagnetisierung dazu, beim Entfernen des angelegten Magnetfelds auf Null zu fallen.
Was ist superparamagnetisch?
Der Begriff superparamagnetisch bezieht sich auf die Form von Magnetismus, die in kleinen ferromagnetischen oder ferrimagnetischen Nanopartikeln auftritt. Es ist auch eine Form von Magnetismus. Typischerweise kann die Magnetisierung in kleinen Nanopartikeln die Richtung zufällig umkehren, wenn ein Einfluss von der Temperatur ausgeht. Wir nennen die typische Zeit zwischen den beiden Überschlägen die Neel-Relaxationszeit.
Abbildung 02: Maghemit-Silica-Nanopartikel-Cluster
Wenn kein externes Magnetfeld vorhanden ist, ist die Zeit, die wir zum Messen der Magnetisierung der Nanopartikel verwenden, viel länger als die Neel-Relaxationszeit, sodass ihre Magnetisierung als durchschnittlich Null erscheint. Dieser Zustand wird als superparamagnetischer Zustand bezeichnet. Wenn dieser Zustand eintritt, kann ein externes Magnetfeld die Nanopartikel ähnlich wie ein Paramagnet magnetisieren. Außerdem ist die magnetische Suszeptibilität eines superparamagnetischen Materials größer als die eines Paramagneten.
Was ist der Unterschied zwischen paramagnetisch und superparamagnetisch?
Magnetische Suszeptibilität bezieht sich auf das Maß dafür, wie stark ein Material in einem angelegten Magnetfeld magnetisiert werden kann. Wir können es als das Verhältnis zwischen dem Magnetisierungsverhältnis und der angelegten Magnetisierungsfeldstärke beschreiben. Der Hauptunterschied zwischen paramagnetisch und superparamagnetisch besteht darin, dass die magnetische Suszeptibilität eines superparamagnetischen Materials größer ist als die eines paramagnetischen Materials.
Die folgende Infografik zeigt die Unterschiede zwischen paramagnetisch und superparamagnetisch in tabellarischer Form zum direkten Vergleich.
Zusammenfassung – Paramagnetisch vs. Superparamagnetisch
Der Begriff paramagnetisch bezieht sich auf einige Materialien, die schwache Anziehungskraft auf extern angelegte Magnetfelder haben, wo sie intern Magnetfelder in Richtung des angelegten Magnetfelds induziert haben. Der Begriff superparamagnetisch bezieht sich auf die Form von Magnetismus, die in kleinen ferromagnetischen oder ferrimagnetischen Nanopartikeln auftritt. Der Hauptunterschied zwischen paramagnetisch und superparamagnetisch besteht darin, dass die magnetische Suszeptibilität eines superparamagnetischen Materials größer ist als die eines paramagnetischen Materials.
