spontaneous magnetization
简介
物质在没有外磁场时由于内部相互作用而产生的磁有序现象，称为自发磁化. 呈现自发磁化的材料，通常指铁磁体，广义说包括反铁磁体和亚铁磁体.
Weiss分子场理论(1907年)是第一个说明铁磁体自发磁化的理论. 这个理论基于下列两点假说： 1.低于Curie点时，铁磁体由许多自发磁化的小区域(磁畴)组成，材料的总磁矩是各个磁畴磁矩的矢量和; 2.存在很强的内场(分子场)使畴内的原子磁矩一致排列，导致畴的自发磁化. 据此，可以导出Curie点存在和Curie-Weiss定律，磁畴的存在后来为实验和理论所证实.
Heisenberg铁磁性理论(1928年)阐明Weiss分子场的本质是电子自旋的交换作用.电子自旋的交换作用能
其中，
和
是第i和第j个电子的自旋角动量，Jij是电子i和电子j之间的交换积分.如果交换积分是正的，则自旋趋于一致平行排列，产生铁磁性;如果交换积分是负的，则自旋趋于反平行排列，出现反铁磁性.
Néel反铁磁性理论(1932年)认为反铁磁体中的磁性离子分布于两种或更多的亚点阵中，互相穿插; 内部相互作用(交换作用)使不同亚点阵的磁矩趋于反平行排列. 基于分子场理论，阐明了反铁磁性的基本特征，在有序温度(Neel温度)以下呈现自发磁化-反平行磁有序，在没有外磁场时不显示净磁矩;高于Neel温度时，遵从Curie-Weiss定律，并具有负的顺磁Curie点. 在亚铁磁体，不同亚点阵的离子磁矩在内部相互作用下趋于反平行排列. 在低于有序温度(Curie点)时，向上和向下的磁矩只是部分地抵消，故没有外磁场时存在净的未抵消的磁矩，呈现自发磁化. Neel在1948年首先命名为亚铁磁性，并发展了亚铁磁性分子场理论.
根据铁磁体的磁化曲线(M-H曲线，M为磁化强度，H为磁场强度)，可以得到饱和磁化强度Ms.自发磁化强度的实验值由饱和磁化强度Ms确定. 自发磁化强度Ms与温度T的关系曲线如图所示. 在较低温度时，自发磁化强度随温度的上升而缓慢下降;在T≈0K时，遵循BlochT 3/2律; 在较高温度时，自发磁化强度急剧下降，高于Curie点TC时，自发磁化消失.
铁磁材料的自发磁度随温度的变化曲线