feromagnetzmas (lot. ferrum – geležis + magnetizmas), reiškinys, dėl kurio nusistovi savaiminė tvarkioji magnetinė medžiagos būsena. Tokios būsenos medžiaga yra feromagnetikas. Žemiau Curie temperatūros dėl feromagnetikų elektronų kvantmechaninės sąveikos susidaro vienodo įmagnetėjimo sritys – domenai. Domenuose elektronų magnetiniai momentai orientuoti vyraujančia kryptimi, t. y. medžiagos gardelės lengvojo įmagnetėjimo ašies kryptimi. Kolektyvinė savaiminė elektronų magnetinių momentų orientacija atitinka stabilią (mažiausios energijos) gardelės būseną. Medžiagoje susidaro tam tikras skaičius domenų (tai priklauso nuo medžiagos matmenų) su skirtingomis savaiminio įmagnetėjimo kryptimis. Viena domenų įmagnetėjimo skirtingų krypčių priežastis yra nulemta kvantmechaninės sąveikos ypatumų. Mainų sąveika yra izotropinė, kitos sąveikos – magnetinių dipolių, ypač sukinio ir orbitos, – medžiagos gardelėje sudaro energiniu požiūriu nelygiavertes lengvojo įmagnetėjimo kryptis (gardelės magnetinė anizotropija) – feromagnetiko magnetinė ašis. Pvz., klasikiniai feromagnetikai: alfa geležis, turinti centruotojo tūrio A2 gardelę, lengviausiai įmagnetėja kubo kraštinių kryptimis ir turi šešias lengvojo įmagnetėjimo kryptis; nikelis turi kubinę centruotojo paviršiaus gardelę A1 ir aštuonias lengvojo įmagnetėjimo kryptis, kobaltas, turintis heksagoninę gardelę, – dvi kryptis. Domenų susidarymą, be mainų energijos, lemia visų feromagnetiko energijos rūšių (Zeemano, magnetotampriosios, magnetinės anizotropijos, magnetostatinės) termodinaminis minimumas. Atskirų domenų įmagnetėjimas stiprus, bet visas medžiagos tūris lieka neįmagnetėjęs dėl domenų magnetinių momentų tarpusavio kompensacijos; tokią kompensaciją lemia magnetostatinės energijos minimumo principas. Medžiagos, kuriose gali pasireikšti feromagnetizmas, turi atitikti keletą kriterijų. Teoriniu požiūriu elektronų mainų sąveikos energiją apibūdina mainų integralas, lygus dviejų atomo elektronų energijų skirtumui, kai elektronų sukinių kryptys tos pačios ir kai priešingos. Teigiamoji mainų integralo reikšmė yra būtina savaiminio įmagnetėjimo sąlyga, todėl medžiagos atomuose turi būti ne visai užpildytas elektronų sluoksnis su kiek galima didesniu orbitiniu kvantiniu skaičiumi l (pvz., d ar f sluoksnis). Be to, šių elektronų sluoksnių orbitų spindulys turi būti mažas, palyginti su nuotoliu tarp atomų (branduolių) gardelėje. Pirmąją sąlygą tenkina pereinamieji elementai, antrąją sąlygą – tik 3 metalai: geležis Fe, nikelis Ni, kobaltas Co ir šeši retųjų žemių elementai: gadolinis Gd, terbis Tb, disprozis Dy, holmis Ho, erbis Er ir tulis Tm. Metalai su ryškiu feromagnetizmu priklauso 3d, o retųjų žemių elementai – 4f elementams. Feromagnetizmas labai priklauso nuo atomų šiluminio judesio energijos. Šiluminės energijos didėjimas suardo feromagnetizmą, kai ši energija pradeda viršyti magnetinių sąveikų energiją, tada feromagnetizmas išnyksta ir medžiaga tampa paramagnetiku.
Feromagnetizmo reiškinį klasikiniu požiūriu paaiškino Pierreʼas-Ernestas Weissas (Prancūzija), bet tikslesnis feromagnetizmo modelis sukurtas tik naudojant kvantmechaninius įvaizdžius. Kvantinius feromagnetizmo pagrindus 1929 sukūrė W. K. Heisenbergas, domenų ir stabilios būsenos teoriją 1935 – L. Landau ir J. Lifšicas.
2125