Austauschwechselwirkung in Isolatoren

Авторы: S.V. Vonsovsky, B.V. Karpenko
Информация о издательстве: Berlin-Heidelberg-New York: Springer-Verlag, 1968. – 388 pp.,

In Stoffen, die aus Atomen oder Ionen der Ubergangselemente (mit nicht abgeschlossenen inneren d- oder f-Elektronenschalen, die in Ubereinstimmung mitder Hundschen Regel [1] nichtkompensierte Spin- und Bahnmomente besitzen) aufgebaut sind, konnen unter bestimmten Bedingungen magnetisch geordnete Atomzustande vom Typ des Ferro- oder Antiferromagnetismus auftreten. Diese Zustande beobachtet man im Temperaturintervall von 0°K bis zu einer bestimmten kritischen Temperatur, der Curie-Temperatur 0C (bei Ferromagnetika) oder der Neel-Temperatur 0n (bei Antiferro- oder Ferrimagnetika). Offensichtlich wird die GróBe dieser Temperaturen durch den Betrag des Energiepara- meters der Wechselwirkung zwischen den Elektronen bestimmt, die das Auftreten geordneter Verteilungen fiir die magnetischen Momente der Elektronen im Kristallgitter ermoglicht.

Die physikalische Ursache dieser Wechselwirkung wurde im Rahmen der Quantenmechanik geklart, nachdem das Pauli-Prinzip aufgestellt wurde, d.h. nachiem die Symmetrieeigenschaften der Wellenfunktionen des Vielelektronen- systems und ihre Antisymmetric in bezug auf Vertauschungen der Koordinaten einzelner Teilchen erkannt wurden [2] bis [4].

Die Abhangigkeit der Energie eines w-Teilchensystems von der GroBe des Gesamtspins ist eine Folge der Coulombschen Wechselwirkung zwischen den Teilchen, der Antisymmetrie der Gesamtwellenfunktion hinsichtlich der Koordinatenvertauschung (sowohl hinsichtlich der Ortsals auch der Spinkoordinaten) und ier Uberlappung verschiedener Bestandteile der Gesamtwellenfunktion, die von den Ortskoordinaten abhangen und sich untereinander nur durch Koordinatenvertauschungen unterscheiden, im 3 n-dimensionalen Phasenraum. Der letztgenannte Punkt wird in der Einelektronendarstellung als Forderung nach von Null verschiedener Uberlappung der Einelektronenwellenfunktionen formuliert.

Fur isolierte Atome und Molekule wurde diese Wechselwirkung erstmalig quantitativ behandelt in den bekannten Arbeiten von HEISENBERG [2], [3] uber die Theorie des Heliumatoms, des einfachsten Vielelektronenatoms, und von НЕITLER und LONDON [5] uber die Theorie des Wasserstoffmolekiils, das einfachsten Zweiatommolekiils.