金属の強磁性体について

質問

室温で強磁性になる金属は4種類だけですが、アルミニウムやウランなどの金属も低温にすれば強磁性になるのでしょうか？

また、いくら低温にしても強磁性にならない金属もあるのでしょうか？教えてください。

回答No.1

kenojisan · ベストアンサー

元素物質では、室温で強磁性を示すのは、3d遷移金属のFe,Co,Niと、希土類中で最も強磁性転移温度（キュリー温度：Tc）が高いGdの4元素のみですが、他に重希土類の5元素Tb,Dy,Ho,Er,Tmが低温で強磁性を示します。元素物質で強磁性を示すのは、今のところこの9元素しか知られていません。AlやUを含めて他の元素は、どれだけ低温に下げても強磁性を示す測定結果は得られていません。ほとんどの元素物質は、エネルギー基底状態（最も低いエネルギー状態＝絶対零度）での電子状態が計算されており、その結果からも他に強磁性元素が存在する可能性は無さそうです。
ただし、「金属」という意味なら、合金や金属間化合物も含まれるので（厳密に言えば、金属伝導性を示す化合物全てを含みますが）、先に示した強磁性元素を含む多様な化合物が強磁性になりますし、さらにMnAlやMnSbなどのように単体では強磁性を示さない元素同士の化合物が、強磁性を示す場合も有ります。
特に、周期表でFe,Co,Niに近い、V,Cr,Mn,Cu,Zn辺りは、化合物になって少し電子状態が変化すれば強磁性に変わる可能性を秘めています。
また、PdやPtなどは、電子状態の計算から、あと少しで強磁性になりかけている元素だと考えられていて。人工的に原子間距離を少し変化させれば、強磁性に変化するかも知れないと言われています。

お礼

詳しい説明ありがとうございます。

強磁性を示す金属って少ないんですね。分かりやすい説明で感謝しております。ありがとうございました。