Антиферромагнетик - вещество, в котором установился антиферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов (см. Антиферромагнетизм), Обычно вещество становится антиферромагнетиком ниже определенной температуры (см. Нееля точка) и в большинстве случаев остается антиферромагнетиком вплоть до T=0 К. Из элементов к антиферромагнетикам относятся твердый кислород (-модификация) при T<24 К, Mn (-модификация с T_N=100 К), Cr (T_N=310K), а также ряд редкоземельных металлов (с Т_N от 12,5 К у Ce до 230 К у Tb). Хрому свойственна геликоидальная магнитная атомная структура. Сложными магнитными структурами обладают также тяжелые редкоземельные металлы. В температурной области между Т_N и T₁ () они антиферромагнитны, а ниже становятся ферромагнетиками (табл. 1).

Число известных антиферромагнетиков - химических соединений составляет не одну тысячу. В химическую формулу антиферромагнетика входит, по крайней мере, один ион из групп переходных металлов (групп железа, редкоземельных металлов и актинидов), исключение составляет твердый кислород. К антиферромагнетикам относятся многочисленные простые и сложные окислы переходных элементов, включая некоторые ферриты-шпинели, ферриты-гранаты, ортоферриты и ортохромиты, а также фториды, сульфаты, карбонаты и др. Существует некоторое количество антиферромагнитных сплавов, в частности сплавы элементов группы железа с элементами платиновой группы.

Первыми соединениями, в которых был обнаружен антиферромагнетизм, явились слоистые хлориды Fe, Co и Ni. На кривой, показывающей зависимость их теплоемкости от температуры, был найден максимум, характерный для фазового перехода 2-го рода (магнитного фазового перехода). Позже такие же максимумы были найдены у MnO и изоморфных окислов Fe, Ni и Со. Эти окислы с кубической кристаллической решеткой были также первыми объектами нейтронографического определения магнитных структур антиферромагнетиков. Из кубических антиферромагнетиков следует отметить семейство редкоземельных ферритов-гранатов, в которых ионы Fe замещены на Al или Ga. Особый интерес представляет Dy₃Al₅O₁₂ (ДАГ), в котором подробно исследовались аномальные свойства вблизи трикритической точки. Исследование водного хлорида меди (CuCl₂^.2Н₂О) привело к открытию антиферромагнитного резонанса и особого магнитного фазового перехода - опрокидывания подрешеток (спин-флоп) в магнитном поле. Этот же кристалл послужил объектом для нейтронографического подтверждения существования т. н. слабого антиферромагнетизма (1982) и открытия обменной моды антиферромагнитного резонанса (1984). Группа фторидов (MnF₂ и др.) - одноосных кристаллов с магнитной анизотропией типа легкая ось - послужила объектом для изучения оптических спектров поглощения и открытия экситон-магнонных возбуждений, двухмагнонного поглощения и комбинационного рассеяния света на магнонах. Оптические спектры антиферромагнетиков исследовались также на двойных фторидах типа KMnF₃, CsMnF3. Мандельштама-Бриллюэна рассеяние света на магнонах наблюдалось в FeBO₃, CoCO₃ и EuTe. Отметим еще два одноосных антиферромагнетика: в CoF₂ был открыт пьезомагнетизм, в Cr₂O₃ - магнитоэлектрический эффект.

В другой группе одноосных кристаллов, обладающих анизотропией типа легкая плоскость (см. Антиферромагнетизм) - Fe₂O₃, MnCO₃, CoCO₃, NiF₂ - был открыт слабый ферромагнетизм (СФ). Особый интерес среди веществ со СФ представляют ортоферриты (YFeO₃ и др.), в которых наблюдаются ориентационные фазовые переходы (изменение оси антиферромагнитного упорядочения) при понижении температуры, а также FeBO₃ - прозрачный антиферромагнетик с T_N выше комнатной температуры. В последнем обнаружено заметное магнитоупругое взаимодействие. Наиболее сильное магнитоупругое взаимодействие среди антиферромагнетиков наблюдается в -Fe₂O₃. В этом соединении впервые обнаружена большая щель в спектре спиновых волн, обусловленная эффективным полем магнитоупругой анизотропии.

В антиферромагнетиках-полупроводниках (халькогениды Mn, Eu, Gd и Cr) наблюдаются очень сильные магнитооптические эффекты (см. Магнитооптика). Особый интерес для теории представляют низкоразмерные антиферромагнетики: двухмерные (хлориды элементов Fe и Co, а также некоторые двойные фториды BaCoF₄, RbCoF₄) и одномерные (KCuF3, CuCl2, RbNiCl₃ и др.).

В ряде антиферромагнетиков с ионами Mn²⁺ обнаружено особенно сильное взаимодействие между колебаниями электронной и ядерной спиновых систем (KMnF₃, MnCO₃, CsMnF₃). Магнитные свойства безводных сульфатов меди и кобальта (а также CoF₂) выявили существование эффекта наведения антиферромагного упорядочения магнитным полем при температурах выше за счет т. н. взаимодействия Дзялошинского.

У большей части антиферромагнетиков значения лежат ниже комнатной температуры. У антиферромагнетиков гидратированных солей переходных элементов <10 К.

Кроме рассмотренных выше электронных антиферромагнетиков, среди элементов обнаружен, по крайней мере, один ядерный антиферромагнетик - твердый ³Не с К. Ядерный антиферромагнетизм с К обнаружен также у некоторых ван-флековских парамагнетиков (TmPO₄ и др.).

Антиферромагнетики пока еще не находят практического применения. Однако изучение физических свойств антиферромагнетиков играет большую роль в современном развитии физики магнитных явлений и особенно теории фазовых переходов и исследований свойств одно- и двухмерных магнитных структур. Возможные приложения могут найти антиферромагнетики-полупроводники, а также антиферромагнетики со СФ, особенно с выше комнатной. Особого внимания заслуживают -Fe₂O₃ и FeBO₃, в которых можно заметно изменять скорость звука, прикладывая сравнительно слабое магнитное поле. Среди антиферромагнетиков, относящихся к боридам и халькогенидам, есть сверхпроводники (например, SmRhB₄ с температурой перехода в сверхпроводящее состояние =2,7 К, CdMo₆S₈ с =1,4 К и др., см. Магнитные сверхпроводники).