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キュリー温度

1895
  • Pierre Curie
1895年、磁気特性を研究するピエール・キュリーの研究室風景。.

(画像はイメージです)

キュリー温度([latex]T_c[/latex])、またはキュリー点とは、特定の物質が永久磁性を失う臨界温度のことです。強磁性体の場合、[latex]T_c[/latex]を超えると常磁性体になります。この転移は相転移であり、熱エネルギーが原子モーメントの自発的な磁気秩序を引き起こす量子力学的交換相互作用を克服するのに十分な強さになることで起こります。

ピエール・キュリーは、物質の磁性が特定の温度で変化することを発見しました。この発見は、磁性の本質を理解する上で極めて重要でした。キュリー温度([latex]T_c[/latex])以下では、交換相互作用が支配的となり、隣接する原子の磁気モーメントが整列し、強磁性に特徴的な自発磁化が生じます。温度が上昇すると、熱運動によってモーメントの変動がよりランダムになります。キュリー温度では、熱エネルギーが十分になり、この長距離秩序が完全に破壊されます。物質は二次相転移を起こし、自発磁化はゼロになります。[latex]T_c[/latex]以上では、物質は常磁性です。外部磁場によって原子モーメントの弱い整列を誘起することはできますが、磁場が除去されるとこの整列は消滅します。

それぞれの強磁性体は固有のキュリー温度を持っています。例えば、鉄のキュリー温度は770℃(1043K)、コバルトは1130℃(1403K)、ニッケルは358℃(631K)です。この性質は様々な技術で利用されています。例えば、光磁気ディスクはレーザーを使って磁性体の小さなスポットをキュリー点以上に加熱し、弱い磁場によって磁気方向を変えてデータを書き込みます。古地磁気学では、キュリー温度は地球の過去の磁場を研究する上で非常に重要です。冷却中の火山岩中の磁性鉱物は地球の磁場に沿って整列し、キュリー温度以下に冷却されるにつれてその方向を固定します。

UNESCO Nomenclature: 2211
固体物理学

タイプ

物理的資産

混乱

実質的な

使用法

広く普及している

前駆物質

  • 熱と温度の理解
  • 磁石が加熱されると磁力が弱まるという初期の観察結果
  • 熱力学の発展
  • 物質の原子論

アプリケーション

  • 材料の熱消磁
  • 熱磁気データストレージ(光磁気ディスク)
  • 温度センサー
  • 温度制御機能付きはんだごて
  • 古地磁気学による地球の歴史研究

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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歴史的背景

キュリー温度

1890
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1895
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1900
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1889
1890
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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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