FK04 Magnetooptischer Kerr-Effekt (MOKE) - 2. Physikalisches ...

Energien im antiparallelen Zustand
E ↑↓ S
und parallel ausgerichteten Zustand E ↑↑ T
der beiden
Spins betrachtet wird. Darin steht der Index S für ein Spin-Singulett, bei dem sich der Gesamtspin
durch die antiparallele Anordnung zu null addiert. Der Index T steht für ein Spin-
Triplett, bei dem sich der Gesamtspin durch parallele Ausrichtung der Spins zu eins addiert:
J = E − E
↑↓ ↑↑
ij S T
Abb. 4: Lineare Kette von magnetischen Momenten
J ij bezeichnet das Austauschintegral zwischen den beiden Momenten S i und S j
Das Austauschintegral ist bestimmt durch den Betrag der Momente:
J > 0 : Ferromagnetismus ↑↑↑↑↑↑↑↑
ij
J < 0 : Antiferromagnetismus ↑↓↑↓↑↓↑↓
ij
J < 0 : Ferrimagnetismus ↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑
ij
> ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
1.3.2 Molekularfeld-Theorie
Die Wechselwirkung aller magnetischen Momente mit einem Spin S wird als Molekularfeld 1
bezeichnet. Der Tendenz der Momente, sich ferromagnetisch zu ordnen, steht die Wärmebewegung
entgegen. Das Molekularfeld wird wie ein Magnetfeld H M behandelt. So wird angenommen,
dass auf jedes magnetische Moment ein zur Gesamtmagnetisierung proportionales
Magnetfeld wirkt:
(2.6) HM
= λM λ : Molekularfeld-Konstante.
Dadurch erfährt jeder Spin die mittleren Magnetisierung der anderen Spins, was der Wirkung
eines effektiven Feldes gleich kommt.
Es wird zunächst die paramagnetische Phase betrachtet (T > T C ). Hier wird durch ein äußeres
Magnetfeld H ext eine Magnetisierung hervorgerufen, die ihrerseits ein Molekularfeld erzeugt.
Für die Gesamtmagnetisierung gilt:
(2.7) M = χ
p
(Hext + H
M
) .
1 auch Austauschfeld, oder Weiß-Feld genannt.
Versuch F4, Seite 9