강자성

강자성 (強磁性, Ferromagnetism)은 일부 물질에서 나타나는 현상으로, 외부 자기장이 없을 때에도 자발적인 자기 모멘트를 가지며, 강한 자화를 유지하는 성질을 말한다. 이러한 물질을 강자성체라고 부르며, 대표적인 예로는 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co) 등이 있다.

강자성의 원리는 원자 내의 전자들이 가지는 스핀에 기인한다. 강자성체 내에서는 인접한 원자들의 자기 모멘트가 정렬하려는 경향이 있으며, 이를 교환 상호 작용이라고 한다. 이 교환 상호 작용이 열적 요동 에너지를 극복할 만큼 충분히 강하면, 원자들의 자기 모멘트가 특정 방향으로 정렬되어 자발적인 자화를 형성하게 된다.

강자성체는 퀴리 온도(Curie temperature)라고 불리는 특정 온도 이상에서는 강자성을 잃고 상자성체로 변환된다. 퀴리 온도 이상에서는 열적 요동 에너지가 교환 상호 작용을 압도하여 원자들의 자기 모멘트 정렬이 무너지기 때문이다.

강자성체는 자기 기록 매체 (하드 디스크, 자기 테이프 등), 변압기, 모터 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 또한, 강자성체의 자기적 특성을 이용한 다양한 센서 및 소자 개발도 활발하게 이루어지고 있다. 강자성 물질의 연구는 현대 기술 발전에 중요한 역할을 하고 있으며, 새로운 소재 개발과 응용 연구가 지속적으로 진행되고 있다.