文档介绍：第六章固体的磁性
第六章固体的磁性第六章固体的磁性磁性材料及磁性的研究历史指南针 司马迁《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《De Magnete 》
18世纪 奥斯特 电流产生磁场
19世纪 法拉弟效应 在磁场中运动导体产生电流
安培定律
电磁学基础
电动机、发电机等开创现代电气工业19世纪前
磁性材料及磁性的研究历史
指南针 司马迁《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《De Magnete 》
18世纪 奥斯特 电流产生磁场
19世纪 法拉弟效应 在磁场中运动导体产生电流
安培定律
电磁学基础
电动机、发电机等开创现代电气工业
19世纪前
磁性材料及磁性的研究历史
1907年
1919年 巴克豪森效应
1928年 海森堡模型，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-muller
1988年 巨磁电阻GMR的发现,
1994年 CMR庞磁电阻的发现，Jin等LaCaMnO3
1995年 隧道磁电阻TMR的发现,
20世纪后
原子的磁性
m
磁矩m:
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
原子的磁性
总自旋角动量：
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
L
S
？
总角动量J
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)
原子的磁性
泡利原理与洪德法则
原子的磁性
S S m