随着计算机科学等科学技术的发展，使得微磁学理论能更有效、细致地研究磁学的各种物理效应。近几十年来，微磁学模拟越来越成为研究磁性材料公认的非常重要也是十分必要的手段。

1.2  铁磁性、反铁磁性

1.2.1  磁性的分类

根据物质磁性的不同，我们可以把物质磁性分为五大类，依次为抗磁性、顺磁性、铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性，鉴于我们的研究主要涉及铁磁性和反铁磁性，在此我们主要介绍这两种： 

（1）铁磁性

对诸如Fe、Co、Ni等物质，在室温下磁化率可达10-3数量级，称这类物质的磁性为铁磁性。铁磁性物质即使在较弱的磁场内，也可得到极高的磁化强度，而且当外磁场移去后，仍可保留极强的磁性。其磁化率为正值，但当外场增大时，由于磁化强度迅速达到饱和，其H变小。

铁磁性物质具有很强的磁性，主要起因于它们具有很强的内部交换场。铁磁物质的交换能为正值，而且较大，使得相邻原子的磁矩平行取向（相应于稳定状态），在物质内部形成许多小区域——磁畴。每个磁畴大约有1015个原子。这些原子的磁矩沿同一方向排列，假设晶体内部存在很强的称为“分子场”的内场，“分子场”足以使每个磁畴自动磁化达饱和状态。这种自生的磁化强度叫自发磁化强度。由于它的存在，铁磁物质能在弱磁场下强烈地磁化。因此自发磁化是铁磁物质的基本特征，也是铁磁物质和顺磁物质的区别所在。

铁磁体的铁磁性只在某一温度以下才表现出来，超过这一温度，由于物质内部热骚动破坏电子自旋磁矩的平行取向，因而自发磁化强度变为0，铁磁性消失。这一温度称为居里点。在居里点以上，材料表现为强顺磁性，其磁化率与温度的关系服从居里——外斯定律， 

                                   （1.2）

式中，C称为居里常数，取决于顺磁物质的磁化强度和磁矩大小，具体如图1-2(a)。

 (a)铁磁性             (b)反铁磁性

图1-2 铁磁性与反铁磁性示意图

（2）反铁磁性

由于我们研究的方向主要是反铁磁性，因此我们将较为详细的介绍一下反铁磁性。反铁磁性是指存在着自发磁化的化合物，由于相邻原子磁矩反向平行排列而净自发磁化强度变现为零的现象。反铁磁性物质在所有的温度范围内都具有正的磁化率，但是其磁化率随温度有着特殊的变化规律。起初，反铁磁性被认为是反常的顺磁性。进一步研究发现，它们内部的磁结构完全不同，因此人们将反铁磁性归入单独的一类。1932年，奈尔将外斯分子场理论引入到反铁磁性物质中，发展了反铁磁性理论[2]。

图1-2(b)给出了反铁磁性磁化率随温度的变化关系。随着温度的降低，反铁磁性的磁化率先增大经过一极大值后降低。该磁化率的极大值所对应的温度称为奈尔温度，用TN表示。在TN温度以上，反铁磁性物质表现出顺磁性；在TN温度以下，物质表现出反铁磁性。物质的奈尔温度TN通常远低于室温，因此为了确定一种常温下为顺磁性的物质在低温下是否为反铁磁性，需要在很低的温度下测量它的磁化率[2]。

反铁磁性物质大多是离子化合物。如氧化物、硫化物和氯化物等，反铁磁性金属主要是铬和锰。反铁磁性物质比铁磁性物质常见得多，到目前为止，已经发现了100多种反铁磁性物质。反铁磁性物质的出现，具有很大的理论意义，但是其反铁磁性一直没有得到实际的应用。尽管如此，反铁磁性的研究还是具有重大的科学价值，它为亚铁磁性理论的发展提供了坚实的理论基础。