Дефекты структуры и физические свойства кристаллов. Семенова Г.В - 32 стр.

     Полупроводники. В отличие от металлов полупроводники в основ-
ном состоянии не имеют электронов проводимости, нет неспаренных элек-
тронов, т.е. отсутствует постоянный магнитный момент, и при Т = 0 К кри-
сталлы полупроводников должны быть диамагнетиками. С ростом темпе-
ратуры появляются как электронные дефекты (электроны проводимости и
дырки), так и собственные точечные дефекты, которые вносят вклад в маг-
нитную восприимчивость кристалла. Таким образом, для полупроводника:
     χ = χ а + χе + χ L + χ d
где χа – решеточная составляющая магнитной восприимчивости, которая
определяется диамагнитным вкладом за счет прецессии орбит и поляриза-
ционным – за счет деформации электронных облаков в магнитном поле.
Электронная составляющая χе возникает за счет электронов проводимости
и дырок и резко зависит от температуры. Слагаемые χd и χL связаны с на-
личием собственных и примесных дефектов структуры.
     Если «магнитные» атомы находятся в таком тесном контакте, что
соседние частицы могут обмениваться электронами, могут наблюдаться
кооперативные взаимодействия, при котором спины всех электронов при-
нимают одинаковое направление, а магнитные моменты электронов оказы-
ваются сильно связанными (рис. 9б). Такя самопроизвольная намагничен-
ность характерна для ферромагнетиков. Таким образом, явление сильного
магнетизма – это кооперативное явление, которое возникает как результат
взаимодействия электронов, приводящего к упорядочению. Это взаимо-
действие не является по природе магнитным. Спины соседних атомов вы-
страиваются под действием обменных взаимодействий, которые эквива-
ленты магнитным полям порядка 106 Э. Для ферромагнетиков характерны
очень большие значения магнитной восприимчивости, а μ >>1.
     Обменное взаимодействие может быть не прямым, а осуществляться
через промежуточный немагнитный атом (например, атом серы или кисло-
рода). Это приводит к упорядочению иного рода – к антипараллельному
                                   32