[자연과학] 강자성에 대해서

1. 정의

강자성은 철, 니켈과 같은 금속 원소가 갖는 특징이다. 이런 물질에 들어있는 전자 중의 일부는 자기 쌍극자 모멘트가 정렬되어 있는데, 국소적으로 강한 자기 쌍극자모멘트를 갖는다. 그리고 이러한 금속 물질은 외부 자기장이 존재할 때 자기 쌍극자 모멘트를 자기장 방향으로 정렬시켜 강한 자기장을 만든다. 이때 생성된 자기장은 외부 자기장이 사라져도 남게 되는데 이렇게 외부 자기장이 사라져도 정렬된 자기 쌍극자모멘트가 남아있는 물질에 강자성체 혹은 자성 물질이라는 용어를 붙인다.
2. 쌍극자모멘트의 정렬 상태
일반적으로 자기에 관해 말할 때는 대부분이 막대자석이나 납작한 자석을 염두에 두고 있다. 즉, 약하거나 일시적으로 나타나는 반자성이나 상자성이 아니라, 강한 영구자성을 띠는 강자성을 생각하는 것이다. 실제 강자성을 띠는 철, 코발트, 가돌리늄, 디스프로슘과 이런 원소를 포함하는 합금은 강자성을 보이는데 이는 한 원자의 전자스핀이 다른 원자의 전자스핀과 상호작용하는 양자물리학적 효과 때문이다. 그 결과로 열적 요동에 의한 원자끼리의 막충돌에도 불구하고 원자들의 자기쌍극자 모멘트가 정렬 상태를 유지하는…