反強磁性：スピン配列と磁気的性質

反強磁性（はんきょうじせい、英: antiferromagnetism）とは、物質内部の隣り合う原子のスピンが互いに反対方向を向いて整列し、全体として磁気モーメントが打ち消し合う磁気的状態を指す。強磁性体とは異なり、外部磁場に対して強い磁化を示さず、外部に磁束を発生させないため磁石に引き寄せられる性質を持たない。

磁気的性質とネール温度

反強磁性体は、特定の温度以下でのみその性質を示す。熱揺らぎの影響が支配的になるとスピンの整列は崩れ、常磁性状態へと転移する。この転移温度はネール温度（Néel Temperature）と呼ばれ、フランスの物理学者ルイ・ネールにちなんで命名された。ネール温度を超えると、磁化率はキュリー・ワイスの法則に従う挙動を示す。

超交換相互作用

反強磁性の起源となる相互作用の多くは超交換相互作用によって説明される。これは、磁性イオン同士が直接重なるのではなく、間に位置する非磁性イオン（酸素イオンなど）を介してスピンが結合する現象である。酸化マンガン（MnO）はその代表例であり、マンガンイオン（Mn2+）と酸素イオン（O2-）の電子軌道が重なることで、スピンが逆向きに安定化する。

応用

反強磁性体は、スピントロニクス分野において重要な役割を果たす。特に磁気抵抗効果を利用したデバイスにおいて、強磁性層の磁化方向を固定するための「ピン層」として利用されることがある。