Физика твердого тела. Электроны. Морозов А.И. - 12 стр.

UptoLike

Составители: 

-12-
1.3. Парамагнитная восприимчивость электронного газа
Рассмотрим магнитную восприимчивость электронного газа,
обусловленную спиновыми магнитными моментами электронов. Вклад их
орбитального движения в магнитную восприимчивость будет учтен
позднее.
Наличие у электрона собственного механического момента (спина)
сопряжено с наличием у него собственного магнитного момента. В силу
того, что электрон заряжен отрицательно, магнитный момент направлен
антипараллельно спину, а его величина равна магнетону Бора
µ
B
e
e
m
==
h
2
927 10
24
, Дж/Тл. Проекция магнитного момента М
z
на выделенную ось z может принимать значения
±
µ
B
.
Поместим электронный газ в однородное магнитное поле,
параллельное оси z выбранной системы координат. Взаимодействие
магнитного момента с полем приведет к возникновению добавки к
потенциальной энергии, равной -
MB
z
, где В - индукция магнитного
поля. Энергия электронов с магнитным моментом, параллельным полю,
уменьшится, а с антипараллельным полю - увеличится, что, в свою
очередь, приведет к снятию вырождения по спину электронных состояний.
Вид возникших законов дисперсии электронов приведен на рис.2.
Рис.2
k
                                  -12-
     1.3. Парамагнитная восприимчивость электронного газа

      Рассмотрим магнитную восприимчивость электронного газа,
обусловленную спиновыми магнитными моментами электронов. Вклад их
орбитального движения в магнитную восприимчивость будет учтен
позднее.
      Наличие у электрона собственного механического момента (спина)
сопряжено с наличием у него собственного магнитного момента. В силу
того, что электрон заряжен отрицательно, магнитный момент направлен
антипараллельно спину, а его величина равна магнетону Бора
        eh
µB   =     = 9,27 ⋅ 10−24    Дж/Тл. Проекция магнитного момента Мz
       2me
на выделенную ось z может принимать значения ± µ B .
      Поместим электронный газ в однородное магнитное поле,
параллельное оси z выбранной системы координат. Взаимодействие
магнитного момента с полем приведет к возникновению добавки к
потенциальной энергии, равной - M z B , где В - индукция магнитного
поля. Энергия электронов с магнитным моментом, параллельным полю,
уменьшится, а с антипараллельным полю - увеличится, что, в свою
очередь, приведет к снятию вырождения по спину электронных состояний.
Вид возникших законов дисперсии электронов приведен на рис.2.




                                                            k

                                  Рис.2