強磁性：物理的性質とメカニズム

強磁性（きょうじせい、英: ferromagnetism）とは、物質内部の隣り合う原子のスピンが同一方向に整列し、外部磁場が存在しない状態でも自発的に磁化を持つ磁性の性質を指します。この性質を持つ物質を強磁性体と呼びます。

物理的起源

強磁性の発現には、量子力学的な交換相互作用が深く関与しています。隣接する磁気モーメント（スピン）が平行に並ぶことでエネルギー的に安定する状態が実現されると、物質全体として大きな磁気モーメントが生じます。金属結晶においては、伝導電子を介した相互作用がスピンの整列に寄与するモデルが提唱されています。

キュリー温度

強磁性体は温度上昇に伴い、熱運動によってスピンの整列が乱されます。ある特定の温度を超えると強磁性は消失し、常磁性へと転移します。この転移温度をキュリー温度（キュリー点）と呼びます。キュリー温度以上では、磁化率が温度に対して反比例する「キュリー・ワイスの法則」に従うことが知られています。

関連する磁性現象

磁性体には強磁性の他にも、スピンの配置や相互作用の性質に応じて様々な分類が存在します。

• フェリ磁性：内部に逆向きのスピンが混在し、差し引きで磁気モーメントが残る磁性。フェライトなどが代表例です。
• ヘリカル磁性：層ごとにスピンの向きがらせん状に回転しながら変化する構造。
• スピングラス：磁性不純物がランダムに分布し、スピンの向きが空間的にばらばらに固定された状態。
• メタ磁性：反強磁性体の一種で、特定の磁場強度で急激に磁化が進行する特性。