铁磁性与反铁磁.ppt

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202X
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CONTENTS
目录
01
Part 01
铁磁序
03
Part 03
中子散射
02
Part 02
磁波子（磁振子）
04
Part 04
亚铁磁序
05
Part 05
反铁磁序
06
Part 06
铁磁畴
物质
原子
原子核
核外电子
原子核运动
轨道运动＋自旋运动
主要贡献
磁
矩
为什么电子磁矩对物质磁矩起主要贡献，而不是原子核磁矩呢？
原子核比电子重1000多倍；
原子核运动速度仅为电子速度的1/几千；
故：原子核磁矩可忽略
原子核
？？ ？
1
抗磁性：没有固有原子磁矩
2
顺磁性：有固有磁矩，没有相互作用
3
铁磁性：有固有磁矩，直接交换相互作用
4
反铁磁性：有磁矩，直接交换相互作用
5
亚铁磁性：有磁矩，间接交换相互作用
6
自旋玻璃和混磁性：有磁矩，RKKY相互作用
7
超顺磁性：磁性颗粒的磁晶各向异性与热激发的竞争
8
物质磁性分类的原则

M：单位体积的磁矩。
BE=λM
对于顺磁体： M=χPB
χP= M / B = C / T
对于铁磁体： M=χP（Ba + BE）
χ= M / Ba
= C / （T-Cλ）
Χ=C/ T-TC , TC=Cλ
λ = TC/C ：平均场常数。
铁：λ≈5000 BE≈λM =103T
交换场近似地表示量子力学的交换作用
假设i、j两原子，自旋Si，Sj，其相互作用能：
U=-2J Si· Sj
（ J：交换积分）
在平均场近似下，J与Tc的关系
在平均场近似下，对于S=1/2，磁化强度与温度的函数关系为：
若进行约化：
低温下，平均场近似给出的磁化强度的偏离量：ΔM = M(0)- M(T)
而实验结果表明：低温下ΔM随温度的变化要快的多
如何来解释？（自旋波理论）
绝对零度下的饱和磁化强度：
nB是有效磁子数
2s2
2p6
3s2
3p6
3d6
4s2
Fe 原子：Fe[26]
nB=4
实际观测值nB往往不是整数，原因：
-轨道耦合，+/- 轨道磁矩
2. 在顺磁性离子实周围感生的
。