磁性物理复习参考.doc
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1、第二章抗磁性的来源1.拉莫尔进动导致的抗磁性(经典、局域电子)。轨道电子在外磁场作用下,产生拉莫尔进动,其感生出的磁化强度总是与外场H反平行,表现为抗磁性。2.朗道抗磁性(巡游电子)。金属中的抗磁性,来源于传导电子在外磁场作用下进行回旋运动,外磁场使电子的能量量子化,从连续的能级变为不连续的能级,这种量子化引起了导体能量随磁场的变化,从而表现出抗磁性。n为单位体积电子数顺磁性的来源1.泡利顺磁性(巡游电子):对于传导电子,在外场的作用下,自旋向上和自旋向下两个子能带中的电子在费米面附近的态密度发生变化,由此产生的磁化强度正比与外场H,表现为顺磁性。只有费米能级附近的电子才能改变自旋取向。顺磁性
2、与抗磁性是同时表现出的2.固有磁矩取向顺磁性(朗之万顺磁性、顺磁性的经典理论、局域电子):材料中的原子磁矩都是互相独立的,每个原子都在进行热振动,符合玻尔兹曼统计。在无外加磁场时,磁矩随机取向,磁化为0,当外加磁场时,磁矩按磁场方向取向,即表现正的磁化率。3.van vleck顺磁性:考虑磁场对本征波函数的作用,这种顺磁性来源于磁场对电子云的改变。即二阶微扰使激发态混入基态,使电子态发生微小变化所致。(它基本不依赖于温度)第三章外斯分子场理论,基本特点,如何解释铁磁性:外斯假设铁磁性物质中每一个磁矩都受到内部的一个分子场的作用,它使原子磁矩自发地一致取向,产生自发磁化,铁磁体中的分子场与自发磁
3、化强度成正比(Hm=M)。在分子场和外加磁场的作用下,铁磁体的宏观磁化强度随外场和温度的变化,可以用玻尔兹曼统计得到:其磁化率与温度的关系:TTc:居里外斯定律。这里的C与泡利顺磁性中的C相同在T=Tc发散居里外斯定律:铁磁性材料磁化率随温度变化:反铁磁与亚铁磁:解释为材料中存在两套磁晶格,分别感受到不同的有效场。局域电子的stoner模型d和s电子在重叠的ds轨道重新分配在2个自旋方向不同的次能带中的电子数目的不同导致了局域电子系统的自发磁化Stoner criterion for FM第4章交换相互作用所谓分子场实际上是电子交换作用的一种平均场近似。两原子中的电子因近邻而存在的一种交换相互
4、作用。是静电相互作用的纯量子效应。Super Exchange Interaction:两磁性阳离子通过中间的阴离子为媒介发生的一种间接相互作用,其机理是阴离子中的p电子向阳离子中伸展,转移到一个阳离子的3d轨道,当阳离子中3d电子数小于5时,处于激发态的p电子自旋将与阳离子3d轨道自旋平行,反之,若大于等于5,则反平行。由于2p电子的自旋肯定是反平行的,所以剩下一个p电子将会与阳离子的d电子产生正的或负的交换作用,从而使两个阳离子产生平行或者反平行。Double Exchange Interaction:两个不同价态的过渡族RKKY:以巡游的s电子为媒介,使磁性原子中局域的4f电子自旋与其邻
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