磁気構造
磁気構造中の秩序は、磁化率を温度および印加磁場強度の関数として観察することによっても研究することができるが、スピン配置を3次元画像として実際に観測するためには、中性子回折が最もよく使われる。中性子が受ける散乱は結晶構造中の原子核によるものが主である。このため、相転移点以上の、物質が常磁性体として振る舞う温度範囲では、中性子回折は結晶構造の画像のみを与える。相転移点、例えば反強磁性体においてはネール温度、強磁性体においてはキュリー点より下では、中性子自体のもつスピンが磁気モーメントに起因する散乱も受けるようになり、ブラッグ反射の強度が変化する。事実として、磁気構造の単位格子が結晶構造の単位格子よりも大きい場合、まったく新しいブラッグ反射が発生することもある。これは超構造(英語版)形成の一形態である。したがって、構造全体としての対称性も、結晶構造とは異る結晶群となりうる。このような構造は、磁性を考慮しない通常の空間群ではなく、1651種類ある磁気空間群( シュブニコフ(英語版)群 )のうちどれかにより記述する必要がある。
通常のX線回折はスピン配置について「盲目」であるが、特殊な形式のX線回折により磁気構造を研究することが可能になってきている。物質中のある元素の吸収端(英語版)に近い波長が選択された場合の散乱は異常を示し、この異常成分は対になっていないスピンを持つ原子の外殻電子の、非球対称分布に(ある程度)反応する。したがって、この種のX線異常回折(英語版)から磁気構造についての情報を得ることが可能である。
より近年では、中性子源やシンクロトロン源に頼ることなく磁気構造を研究できる卓上技術が開発されている。