유전체 및 반도체의 자성

금속과 달리 유전체와 반도체에는 일반적으로 순회 전자가 없습니다. 그러므로, 자기 모멘트 이러한 물질에서 그들은 이온 상태의 전자와 함께 국부화됩니다. 이것이 주요 차이점입니다. 금속의 자기, 밴드 이론, 유전체 및 반도체의 자성에 의해 설명됩니다.

밴드 이론에 따르면 유전체는 짝수를 포함하는 결정체입니다. 전자… 이는 유전체가 노출만 가능하다는 것을 의미합니다. 반자성 속성, 그러나 이러한 유형의 많은 물질의 일부 ​​속성을 설명하지 않습니다.

실제로 국부 전자의 상자성뿐만 아니라 강자성 및 반 강자성 (물질의 자기 상태 중 하나는 물질의 이웃 입자의 자기 모멘트가 서로를 향하고 있으므로 자화 몸 전체가 매우 작음) 유전체의 쿨롱 상호 반발 전자의 결과입니다 (실제 원자에서 전자 Uc의 쿨롱 상호 작용 에너지는 1에서 10 또는 그 이상의 전자 볼트 범위입니다).

고립된 원자에 추가 전자가 나타나 에너지가 e만큼 증가했다고 가정합니다. 이것은 다음 전자가 에너지 준위 Uc + e에 있음을 의미합니다. 결정 내부에서 이 두 전자의 에너지 준위는 밴드로 나뉘며 밴드 갭이 존재하는 한 결정은 반도체이거나 유전체입니다.

일반적으로 두 영역은 짝수 개의 전자를 포함하지만 아래쪽 영역만 채워지고 그 안의 전자 수가 홀수인 상황이 발생할 수 있습니다.

이러한 유전체를 Mott-Hubbard 유전체… 겹침 적분이 작으면 유전체가 상자성 현상을 나타내고, 그렇지 않으면 현저한 반강자성 현상이 나타납니다.

CrBr3 또는 EuO와 같은 유전체는 초교환 상호작용을 기반으로 강자성을 나타냅니다. 대부분의 강자성 유전체는 비자성 이온으로 분리된 자성 3d 이온으로 구성됩니다.

3d-오비탈이 서로 직접 상호작용하는 거리가 먼 상황에서도 자성 이온의 3d-오비탈과 비자성 음이온의 p-오비탈의 파동함수를 중첩하여 교환 상호작용이 가능하다.

두 가지 유형의 궤도가 "혼합"되고 전자가 여러 이온에 공통이됩니다. 이것이 슈퍼 교환 상호 작용입니다. 이러한 유전체가 강자성인지 반강자성인지 여부는 d-오비탈의 유형, 전자의 수 및 비자성 이온이 위치한 곳에서 한 쌍의 자기 이온이 보이는 각도에 의해 결정됩니다.

스핀 벡터 S1과 S2가 있는 두 세포 사이의 반대칭 교환 상호작용(Dzialoszinski-Moria 상호작용이라고 함)은 해당 세포가 자기적으로 동등하지 않은 경우에만 0이 아닌 에너지를 갖습니다.

이 유형의 상호 작용은 약한 자발 자화 (약한 강자성 형태)의 형태로 일부 반 강자성체에서 관찰됩니다. 즉, 자화는 천분의 일입니다. 기존 강자성체의 자화… 이러한 물질의 예: 적철광, 탄산망간, 탄산코발트.