Основы физики и технологии оксидных полупроводников. Брусенцов Ю.А - 23 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Такие способы сложения моментов S и L основаны на спин-орби-тальном взаимодействии между S и l отдельного
электрона, движущегося вокруг ядра.
При движении электрона вокруг ядра, ядро также совершает вращение. Возникает магнитное поле H. Электрон
испытывает на себе действие этого поля и спиновый момент располагается по полю. Так как магнитный и орбитальный
моменты противоположны по направлению, то и l и S направлены в противоположные стороны. Поэтому, если 4f
-оболочка
заполнена меньше половины, то орбитальный и спиновый моменты ориентированы антипараллельно. Если больше
половины,
то 7 электронов дадут L = 0, а для остальных электронов орбитальный l и спиновый моменты расположатся параллельно.
Орбитальный магнитный момент:
M
L
= –µ
B
L.
Спиновый магнитный момент:
M
S
= –2µ
B
S.
Результирующий магнитный момент:
M
R
= M
L
+ M
S
= –µ
B
(L + 2S).
Зависимости энергии (Е) свободного электрона и электрона в
кристаллической решетке от волнового вектора (k) имеют разный вид (рис. 22).
Рис. 22 Зависимости энергии свободного электрона (а) и электрона
в кристалле (б) от волнового вектора k
При приближении k к значению
a
π
±
начинает проявляться влияние электрических зарядов решетки, и плотность
электронов в ее узлах возрастает, вследствие чего энергия Е
все более понижается относительно значений свободного
электрона и при k =
a
π
±
кривая становится горизонтальной. При k >
a
π
энергия скачком возрастает на
E
∆
и при
дальнейшем росте k кривая вновь по форме приближается к параболе. Скачок энергии на
E
∆ объясняется переходом
стоячей волны типа coskх
к волне типа sinkх при изменении фазы на 90°.
В результате изменения формы кривой Е(k) изменяется также плотность состояний g
(E), она приобретает вид
нескольких изолированных зон (рис. 23).
Изобразим положения зон плотности состояний для "+" и "−"-спинов ("+" и "−" одинаковое количество) (рис. 24).
Рис. 23 Плотность состояний g(E) (схема) для свободного электрона (а) и электронов в кристалле (б)
k
–k +k
a)
E E
∆
E
–
a
π
a
π
б)
a) б)
g(E) g(E)
→E →E
E
F
E
F
∆
E
E
F
E
E
H
E
F

Страницы