Метамагнетик
Метамагне́тик, антиферромагнетик, который при наложении вдоль оси антиферромагнетизма магнитного поля с критическим значением напряжённости переходит в ферромагнитное состояние без промежуточной угловой (спин-флоп) фазы. При низких температурах при достижении величины магнитный момент подрешётки, направленный навстречу приложенному полю, скачком поворачивается на 180°, и магнитные моменты различных подрешёток устанавливаются параллельно друг другу. Объяснение такого перехода возможно в рамках выдвинутой Л. Д. Ландау модели конкурирующих обменных взаимодействий, согласно которой внутриподрешёточное обменное взаимодействие (внутри атомных слоёв) гораздо больше межподрешёточного (между слоями).
Типичными метамагнетиками являются слоистые кристаллы , , , т. н. изинговские антиферромагнетики типа , , , , , , и многие другие. Так, в кристаллах слои из обладающих магнитным моментом ионов железа отделены друг от друга слоями из немагнитных ионов хлора. Внутри слоёв между ионами железа существует сильное ферромагнитное обменное взаимодействие, а соседние магнитные слои связаны между собой антиферромагнитно. В результате устанавливается слоистая магнитная структура из чередующихся по направлению намагниченности ферромагнитных слоёв. Нейтронографические исследования подтвердили существование такой магнитной структуры в , , и других метамагнетиках. Вследствие относительно слабой антиферромагнитной связи между слоями и не очень большой магнитной анизотропии самих слоёв, внешние магнитные поля напряжённостью выше 400–800 А/м могут превратить слоистый метамагнетик в ферромагнетик. Фазовый переход 1-го рода, при котором векторы намагниченности всех слоёв метамагнетика устанавливаются параллельно приложенному магнитному полю, называется метамагнитным.
Переворот вектора намагниченности подрешёток метамагнетика может происходить и в два этапа при достижении критических полей и . Это наблюдается в квазиодномерных антиферромагнетиках (например, и , в которых ферромагнитное взаимодействие существует в линейных цепочках, а вектор намагниченности направлен перпендикулярно этим цепочкам.