文档介绍：固体的磁性 《史记》描述黄帝作战用1086年宋朝沈括《梦溪笔谈》指南针的制造方法等1119年宋朝朱或《萍洲可谈》磁石罗盘用于航海的记载最早的著作《e》、,用量子力学解释分子场起源1931年Bitter在显微镜下直接观察到磁畴1933年加藤与武井发现含Co的永磁铁氧体1935年荷兰Snoek发明软磁铁氧体1935年Landau和Lifshitz考虑退磁场,理论上预言了磁畴结构1946年Bioembergen发现NMR效应1948年Neel建立亚铁磁理论1957年RKKY相互作用的建立1958年Mössbauer效应的发现1965年Mader和Nowick制备了CoP铁磁非晶态合金1970年SmCo5稀土永磁材料的发现1984年NdFeB稀土永磁材料的发现Sagawa(佐川)1986年高温超导体,Bednortz-muller1988年巨磁电阻GMR的发现,,Jin等LaCaMnO31995年隧道磁电阻TMR的发现,:电子自旋磁矩电子轨道磁矩q角动量磁矩若原子只有一个未满壳层电子j为电子的总角动量电子轨道磁矩电子自旋磁矩角动量与磁矩底袖***:S=∑si总轨道角动量:L=∑li在一个填满的电子壳层中,电子的轨道磁矩和自旋磁矩为零。在一个未填满的电子壳层中,电子的轨道和自旋磁矩将形成一个原子总磁矩。多电子原子的角动量LS?总角动量J麓丽异径撬分岩悔熬坞侣姆旷瞒中袁轮怯桂丈傻袋巳吠姆跑败阔贪您缴骇第六章固体的磁性第六章固体的磁性泡利原理:同一个量子数n,l,m,s表征的量子状态只能有一个电子占据。库仑相互作用:n,l,m表征的一个轨道上若有两个电子,库仑排斥势使系统能量提高→因而一个空间轨道倾向只有一个电子占据。洪德法则:(1)未满壳层的电子自旋si排列,泡利原理倾向一个轨道只被一个电子占据,而原子内的自旋-自旋间的相互作用使自旋平行排列,从而总自旋S取最大值。(2)每个电子的轨道矢量li的排列,电子倾向于同样的方向绕核旋转,以避免靠近而增加库仑排斥能,使总的轨道角动量L取最大值。(如3d电子,m=2时该轨道磁矩在外场方向上的分量最大,轨道磁矩与外磁场平行能量最低,最稳定)。(3)采用L和S间耦合计算原子总角动量电子数n小于半满时J=L-S,电子数n大于半满时J=L+S。(洪德法则一般的描述只有(1)和(2)项)¾­¾¾¾­¾¯¾3¾­¾¾¾­¾¯¾2¾­¾¾¾­¾¾1¾­¾¾¾­¾¾0¾­¾¾¾­¾¾-1————¾­¾¾-2————¾­¾¾-3L-SL+Sµ=µL-µsµ=µL+µsJ=L-SJ=L+S角动量L-LSJ,而电子的轨道磁矩没有贡献。此现象称为轨道角动量冻结。轨道角动量冻结轨道角动量冻结的物理机制过渡金属的3d电子轨道暴露在外面,受晶场的控制。晶场的值为102-104(cm-1)大于自旋-轨道耦合能(l)102(cm-1).晶场