Festkoerper
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WS 2012/13, HHU Duesseldorf, Prof. Dr. Mathias Getzlaff<br />
Vorlesung: <strong>Festkoerper</strong>physik, inoffizielle Mitschrift<br />
by: Christian Krause, Matr. 1956616 7 MAGNETISMUS<br />
– durch Innerschalenelektronen<br />
– bei hohen Temperaturen: χ Langevin (T ) = c<br />
T<br />
• itinerante Momente<br />
– durch Bandelektronen χ P auli = χ P auli (T )<br />
– Im Vergleich χ Langevin P auli<br />
>> χ<br />
Kollektiver Magnetismus<br />
• komplizierter Zusammenhang χ koll = χ koll (T, H, V orgeschichte)<br />
• durch Austausch-WW permanente magnetische Dipole → QM<br />
• Existenz einer kinetischen Temperatur T ∗<br />
– unterhalb T ∗ : spontante Magnetisierung auch ohne externes Feld<br />
– oberhalb T ∗ : paramagnetisches Verhalten<br />
• Ferromagnetismus<br />
T ∗ : Curie-Temperatur TC<br />
Bei T = 0: magnetische Momente parallel<br />
0 < T < TC: Vorzugsorientierung<br />
• Ferrimagnetismus: (Mindestens) zwei ferromagnetische Untergitter mit unterschiedlicher<br />
Magnetisierung: MA = MB und M = MA + MB = 0 für T < TC<br />
• Antiferromagnetismus: Spezialfall des Ferrimagnetismus mit | MA| = | MB| = 0 für T < T ∗ und<br />
MA = − MB ⇒ M = MA + MB = 0 T ∗ : Néel-Temperatur<br />
• Verlauf der magnetischen Suszeptibilität: hier nicht im Skript :D<br />
• Beispiele T ∗ :<br />
Itinerante Momente (Bandelektronen:) Fe 1043 K, Co 1388 K, Ni 627 K<br />
Lokalisierte Momente (Innenschalenelektronen) Gd 293 K<br />
Antiferromagnetismus: Cr 311 K, NiO 525 K<br />
7.2 Magnetismus von Atomen<br />
Zi <br />
<br />
P 2<br />
i<br />
H = + Vi + µB(<br />
2m<br />
i=1<br />
L + g S) · B +<br />
<br />
para<br />
e2<br />
Z<br />
(<br />
8m<br />
i=1<br />
B × Vi)<br />
<br />
dia<br />
= H0 + H1 + H2<br />
Atomarer Diamagnetismus<br />
Seien alle Schalen gefüllt ⇒ L = S = 0 ⇒ H para<br />
1<br />
χ = − N<br />
V<br />
Damit:<br />
µ0e 2<br />
6m<br />
Z<br />
i=1<br />
< V 2<br />
i ><br />
• χ dia < 0<br />
• nur äußerste Schale(n) tragen bei<br />
• vernachlässigbare Temperaturabhängigkeit<br />
= 0<br />
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