1、固体物理学固体物理学周 健2011.5.212011-2012学年第二学期第七章 固体磁性7.5 铁磁性一、实验事实二、分子场理论1907年,外斯提出分子场理论(经典),假设铁磁物质内部在居里温度以下存在一个很强的分子场,正是整个场使得不同原子间的磁矩可以克服热扰动,整齐排列起来,形成自发磁矩。在大块磁性物质内部,存在许多小区域,在每一个这样的小区域内,原子磁矩受到分子场的作用都是平行取向的,而不同磁畴中的原子磁矩取向却不同。具有这样特点的小区域称为磁畴。这就很好地解释了铁磁性物质在退磁状态下不显示磁性的问题。 但人们估算出分子场的大小远大于合理的数值,所以其来源一直不清楚。直到1928年,海
2、森伯利用量子力学理论才得到正确阐明,它是由电子磁矩之间的静电性交换作用引起的(量子)。 M.vs.T三、自发磁化的局域电子模型比如对于氢分子,有两个电子在两个核的库仑场中运动,其电子自旋也就有两种可能的排列,或者平行,或者反平行。如果是平行的,不相容原理会要求电子远离;而如果是反平行,则电子可以靠的较近,其波函数显著交迭。然而两种排列的静电能量是不同的,因为当电子紧密靠近时,由于强的库仑排斥势,其能量要升高,这个因素只对自旋平行态有利,所以两个电子究竟处于哪所以两个电子究竟处于哪一个态,取决于两个因素中哪一个占优势,对氢一个态,取决于两个因素中哪一个占优势,对氢分子而言,其基态是两个电子反平行排列。分子而言,其基态是两个电子反平行排列。四、铁磁体在外场中的磁化过程