Stoners kriterium

Stoner-kriteriet  er en betingelse for forekomsten af ​​ferromagnetisme i et system af kollektiviserede elektroner, også kaldet kriteriet for ferromagnetisme af en ideel Fermi-gas . Foreslået af Edmund Stoner i 1936 [1] [2] .

Stoners model af et system af omrejsende elektroner

Stoners ferromagnetismekriterium er afledt for Stoner-modellen, der beskriver forekomsten af ​​ferromagnetisk bestilling i overgangsmetaller og deres legeringer inden for rammerne af båndmagnetisme . Denne model, som er den enkleste, sammenligner systemet af kollektiviserede metalelektroner med en ideel gas af Bloch-elektroner , idet det antages, at de stationære tilstande af sådanne systemer falder sammen. Det forventede match er dog ikke perfekt, hvilket forårsager nogle uoverensstemmelser mellem teorien og eksperimentelle resultater [3] . For eksempel ved beregning af Curie-punktets temperatur . Sådanne kendsgerninger er tilfredsstillende forklaret af den forbedrede model for ferromagnetisk orden udviklet af den japanske forsker T. Moriya [3] . I modsætning til Stoner-modellen, som antager det elektroniske systems homogenitet, tager Moriya-modellen højde for reelle inhomogeniteter af magnetisering, der varierer i rum og tid, de såkaldte spin-fluktuationer. At tage dem i betragtning gør det muligt væsentligt at forbedre nøjagtigheden af ​​at beskrive eksperimentelle data for ferromagneter med kollektiviserede elektroner [4] .

Disse træk ved Stoner-modellen skal også tages i betragtning i forhold til hans kriterium for forekomsten af ​​ferromagnetisme.

Stoners kriterium

Stoner-kriteriet bestemmer den tærskel, ved hvilken ferromagnetisme optræder i systemet af omrejsende elektroner. Matematisk er kriteriet beskrevet ved uligheden:

hvor  er udvekslingsinteraktionskoefficienten for omrejsende elektroner, og  er tætheden af ​​tilstande for omrejsende elektroner på Fermi-niveauet [5] .

Den fysiske betydning af Stoner-kriteriet er, at det giver forholdet mellem udveksling og kinetisk energi af elektroner, der er nødvendige for deres ferromagnetiske orden. Med andre ord bestemmer den mængden af ​​deres udvekslingsenergi, der er tilstrækkelig til at kompensere for væksten af ​​deres kinetiske energi. Værdien af ​​det elektroniske systems kinetiske energi stiger på grund af det faktum, at når det er bestilt, optager nogle af elektronerne højere energiniveauer og bevæger sig fra et energiunderbånd til et andet [3] .

Noter

  1. ↑ Stoner, E. G. Collective elektron ferromagnetism, "Proc. Roy. Soc.", 1938, v. A165, s. 372
  2. ↑ Khramov Yu. A. Stoner Edmund Clifton // Physicists: Bigraphical Directory / Ed. A. I. Akhiezer . - Ed. 2. rev. og yderligere — M  .: Nauka , 1983. — S. 255. — 400 s. - 200.000 eksemplarer.
  3. ↑ 1 2 3 Levitin R. Z.  Magnetism of collectivized electronics // Soros Educational Journal No. 6, 1997, pp. 101-107 . Dato for adgang: 30. september 2014. Arkiveret fra originalen 6. oktober 2014.
  4. ↑ Μoriua Τ. Seneste fremskridt; i Theory of Itinerant Election Magnetism.-J. Magnet, og. magnet. Mater., 1979, v. 14, s. 1-46.- Oversættelse af T. S. Shubina. Redigeret og med noter af S.V. Vonsovsky // Site Ufn.ru. Dato for adgang: 30. september 2014. Arkiveret fra originalen 6. oktober 2014.
  5. ↑ Porokhov A. M. Physical Encyclopedia bind 4 - M .: Great Russian Encyclopedia, 1994. - 701 s. . Dato for adgang: 30. september 2014. Arkiveret fra originalen 6. oktober 2014.

Litteratur