Cтраница 3
Магнитные свойства системы с гамильтонианом, в который кроме членов, входящих в (5.48), включены члены, описывающие взаимодействие электронов, находящихся на соседних узлах, впервые обсуждались в работах [64] и [65], в основном с точки зрения возможности ослабления условий типа (5.120) для существования ферромагнетизма, выведенных Хаббардом. Теперь эти функции кроме параметра U содержали межатомные кулоновский и обменный интегралы. Далее, при значении ( / 10 эВ и различных значениях обменного интеграла / были вычислены энергии и величины относительных магнитных моментов. Так как, однако, в работе [66] не показано, что при выбранных значениях обменного интеграла и, особенно параметра U, указанное выше приближение применимо, полученный результат не был убедительным доказательством возможности существования ферромагнетизма в системе. [31]
В настоящее время известно, что магнитные свойства вещества обусловлены спиновым и орбитальным магнитными моментами электронов, а также магнитными моментами ядер атомов. Опыты по изучению гиромагнитного эффекта показали, что у некоторых металлов спиновый магнитный момент играет основную роль в создании магнитного момента атома. Чтобы атом в целом имел магнитный момент, должны быть нескомпенсированы магнитные моменты спинов. Это возможно в атомах с незаполненными оболочками. К ним относятся элементы переходной группы, редкоземельные элементы и др. Однако наличие незаполненных оболочек в атоме еще не является достаточным условием для существования ферромагнетизма. [32]
В первой главе было показано, что взаимодействие между электронами может привести к снятию вырождения состояний со спином вверх и спином вниз и расщеплению зон на подзоны, отличающиеся направлением спина. В результате одна из этих подзон оказывается более заполненной и возникает спонтанная намагниченность. Однако известно, что спонтанная намагниченность существует только в определенных веществах, следовательно, взаимодействие между электронами не во всех случаях приводит к расщеплению зон указанного типа. Определение условий, при которых возможна спонтанная намагниченность, одна из основных задач теории ферромагнетизма. Как отмечено во введении, задача нахождения этих условий для случая переходных металлов еще не решена. Анализ простых в теоретическом отношении моделей показывал, что существование ферромагнетизма в них невозможно или что он мог бы появиться в условиях, которые практически не реализуются. Тем не менее изучение подобных моделей весьма полезно для установления порядков величин и знаков вкладов в энергию электронов от взаимодействий различного типа и выявления характерных особенностей зонной структуры, которые должны сопутствовать ферромагнитному упорядочению. [33]