固体物理学-第7章固体的磁性.pptVIP

（3）磁致伸缩现象Δl/l?10-5（4）比热反常：TC处CP突变磁熵变ΔSM（5）电阻反常：磁相关散射铁磁性物质的自发磁化现象：原子磁矩的自发有序排列物质具有铁磁性的基本条件：(1)物质中的原子有磁矩；(2)原子磁矩之间有较强相互作用。实验事实：铁磁性物质在居里温度以上是顺磁性；居里温度以下原子磁矩间的相互作用能大于热振动能，显现铁磁性。磁畴结构：2.铁磁性的唯象理论外斯分子场理论：在铁磁材料中存在一个有效磁场Hm，它使近邻自旋相互平行排列。分子场的强度与磁化强度成正比，即Fe:Hm?800T对顺磁性物质，外场多用下的磁化强度为对铁磁性物质，用H+?M代替H（1）自发磁化强度随温度的变化令外场H=0。当T?0时，???,即时BJ(?)?1,这时，M(0)=NgJ?BJ,所有原子磁矩都完全平行排列。当温度不为零时，热运动将使原子磁矩偏离原来的平行排列，使自发磁化强度减弱。图解法：两条线的交点即对应于某一温度时的M(T)/M(0)。当T?0时，两线相交于无限远点，对应M(T)/M(0)=0；当两线只相交于原点时，其对应的温度为居里温度TC图解法：两条线的交点即对应于某一温度时的M(T)/M(0)。当T?0时，两线相交于无限远点，对应M(T)/M(0)=0；当两线只相交于原点时，其对应的温度为居里温度TC当TTC，没有外磁场时，自发磁化现象消失,M(T)=0，铁磁体表现出顺磁性。如果加上外场，磁化强度仍然表示为：TTC,?1,这是，第七章 固体的磁性7.3顺磁性7.2固体磁性概述、逆磁性7.1原子磁性7.4铁磁性的唯象理论返回总目录7.5反铁磁性和亚铁磁性7.6顺磁共振7.1原子磁性原子磁矩的来源：电子绕核运动的轨道磁矩、电子的自旋磁矩和原子核磁矩1.轨道磁矩沿轨道运动的电子表现为一环形电流，具有磁矩其中目录目录在有心力场下，电子运动的态函数可由薛定谔方程解出为满足波函数标准化条件（单值、有限、连续），可得表征波函数的特定量子数主量子数n，决定电子的能量分别对应于壳层状态的电子分别称为s,p,d,f,g…电子S电子的轨道磁矩等于0角量子数（轨道量子数），决定电子轨道角动量大小目录角动量的空间取向要保证上式成立，其取向非任意磁量子数决定角动量的空间取向，（若Z方向为外磁场方向时），轨道角动量在z方向的投影称为玻尔磁子（磁矩的基本单位）轨道磁矩的空间取向（即沿磁场的分量）只取分立值轨道磁矩的量子化目录实验证明电子存在自旋，对应于自旋角动量——自旋磁矩2.自旋磁矩自旋磁矩的大小自旋的旋磁比为,是轨道角动量旋磁比的两倍自旋角动量大小的量子化自旋角动量空间取向量子化自旋磁矩的空间取值目录电子的总角动量其大小的量子化表示为总角动量空间取向的量子化表示为对于角动量为j的总角动量，在外磁场方向有2j+1个可能的分量3.自旋轨道耦合由于旋磁因子不同垂直于的磁矩分量对时间的平均值为0，由余弦定理及各角动量的量子化条件，并考虑到电子的总角动量对应一个合磁矩故只要讨论平行于总角动量的磁矩分量可得兰德因子若原子中有多个电子，每一电子均有轨道和自旋角动量（磁矩），同类磁矩间相互作用强3个角动量大小的量子化表示为先将各轨道角动量和各自旋角动量分别叠加，再由合成的轨道角动量和自旋角动量决定总角动量，称为罗素-桑德斯耦合或L-S耦合4.罗素-桑德斯耦合总轨道、总自旋磁矩为总磁矩的有效分量3个角动量的空间取向量子化大小为其大小为其兰德因子称为有效玻尔磁子数对纯自旋磁矩对纯轨道磁矩对罗素-桑德斯耦合的一般情形，g可大于2磁矩在外场方向的投影5.洪德定则对原子的基态：目录(3）对于填充不到半满的壳层:对填充一半或超过一半的壳层:（1）在不违反泡利不相容原理的条件下，自旋量子数的和取最大值(2）在上述前提下，轨道量子数取泡利不相容原理允许的最大可能值原子基态的符号其中分别为轨道、自旋和总角动量量子数左上标和右下标用数字表示，而对应于轨道量子数是自旋引起的多重态数分别用大写字母S,P,D,F,G…表示对3价铥离子电子组态4f分壳层不满，轨道量子数L=3,超过半满，由洪德定则，可知总自旋量子数为S=3，总轨道量子数其兰德因子为有效玻尔磁子7.2固体的磁性概述、逆磁性一.固体磁性的分类磁化率是固体磁性的分类的依据材料的磁感应强度对各