Теория магнетизма - Маттис Д.
Скачать (прямая ссылка):
качественное понимание явлений обмена" *). Читатель, который все-таки
добрался до этого места книги, несомненно, уже достиг приблизительно того
же качественного понимания ферромагнитных и антиферромагнитных металлов,
как и изоляторов. В настоящий момент истинный
1) Из уже цитированных, неопубликованных лекций, прочитанных
Андерсоном в Токийском университете в 1953 г.
288
7. МАГНЕТИЗМ И МАГНОНЫ В МЕТАЛЛАХ
недостаток теории металлов в отличие от теории изоляторов -
количественный, так как желательно, чтобы экспериментальная работа
покоилась на более твердом теоретическом основании. Подчеркнем грубость
сделанных ранее приближений.
Не делалось попыток даже приближенно учесть нейтральность каждого атома,
хотя Ван-Флек [541*) подчеркнул, что это должно быть сделано, если хотят
получить из теории правильную величину обменного взаимодействия и
корреляционных эффектов.
Помимо ферромагнитного состояния (частичного или полного) и
одномагнонного состояния, мы не исследовали больше никаких возможных
магнитных состояний. Наиболее важными среди них являются
антиферромагнитные основные состояния и соответствующие им магнонные
состояния. Весьма вероятно, что антиферромагнитные магноны в металлах
будут иметь очень много одинаковых свойств с магнонами в изоляторах, но
столь же вероятно, что обнаружатся какие-то новые черты, как было в
случае ферромагнетизма.
Желательно пойти дальше приближения хаотических фаз, чтобы изучить
эффекты магнон-магнонных взаимодействий. Ни один из методов, приведенных
в этой главе, не может быть надежным образом применен к этому случаю, но
задача была исследована в модели сильной связи с помощью других средств
[59]. Они включают главным образом использование функций Грина - недавно
созданный мощный инструмент теории твердого тела. Этот метод имеет много
преимуществ, и весьма сложные задачи при его применении решались легко.
Случаи пространственно неоднородных систем решаются почти так же легко,
как и однородных. Расширение метода хаотических фаз или включение таких
эффектов, которые были отмечены Ван-Флеком, т. е. рассмотрение 36ои 36с
на равных основаниях, так чтобы истинным образом минимизировать энергию
основного состояния, представляет собой трудные вычислительные задачи в
методике функций Грина, трудные, но не невозможные, каковыми они
являются, если использовать стандартную схему приближений. По этим
причинам мы включаем в библиографический список работы, подробно
освещающие современный подход к теории многих тел 2).
К числу сложных и серьезных задач, которые еще предстоит решить,
относится термодинамика магнетизма в зонной теории, особенно вблизи или
выше температуры Кюри. Ранние вычисления Стонера и других [62]
основываются на упрощенной зонной теории,
г) Недавно проведены вычисления с учетом этих представлений [55-57].
Более строгий подход, но ограниченный наполовину заполненными зонами,
имеется в работе Нагаока [58].
2) См. также литературу, приведенную в сносках в предисловии
редакторов.- Прим. ред.
ЛИТЕРАТУРА
289
допускающей исчезновение магнетизма при температуре Кюри. Теории,
развитые в этой главе, показывают, что в металлах, как и в изоляторах,
основными элементарными возбуждениями, представляющими интерес в
магнетизме, являются спиновые волны. Следовательно, нужно рассматривать
возможность того, что температура Кюри достигается, когда достаточное
число спиновых волн разрушает дальний порядок, но раньше, чем магнитный
момент изменяется на атомном уровне *). Даже в модели Гейзенберга обычно
очень трудно вычислить термодинамические функции с любой степенью
точности, и для этой цели можно привести множество сложных приближенных
методик. Таким образом, в зонной теории, если не принимать упрощенной
гипотезы Стонера, вычисления будут еще сложнее и возможны ошибки - они
наиболее сомнительны. Введение в элементарную теорию термодинамики
магнетизма (см. следующую главу), однако, ограничено точно решаемыми
моделями и приближениями.
Другой интересной областью изучения является теория локализованных
состояний в металлах, в частности магнитно-поляризованных состояний. Это
может позволить более глубоко понять зонную теорию магнетизма, поэтому мы
включили в библиографический список (в конце книги) отдельные последние
работы на эту тему.
!) О классификации металлов и сплавов по магнитному моменту см. [63-65].
ЛИТЕРАТУРА
1. Slater G. S., Rev. Mod. Phys., 25, 199 (1953).
2. С a 1 1 a w a у G., Energy Band Theory, New York, 1964.
3. M о t t N., Advances in Physics, 13, 325 (1964).
4. Herring C., Exchange Interactions among Itinerant Electrons, в серии
Magnetism (Rado G., Suhl H., eds.) vol. IV, New York, 1966.
5. Ehrenreich H. et al., Phys. Rev., 131, 2469 (1963).
6. P h i 1 1 i p s J. С., Phys. Rev., 133, A1020 (1964).
7. M a t t h e i s s L. F., Phys. Rev,, 134, A970 (1964).
8. Fawcett E., Advances in Phys. (Phil. Mag. Suppl.), 13, 139 (1964).
9. P e i e г 1 s R. E., Quantum Theory of Solids, Oxford, 1955 (см.
