Кривая Бете – Слейтера

Кривая Бете – Слейтера: элементы выше горизонтальной оси являются ферромагнитными, а элементы ниже - антиферромагнитными.

Кривая Бете -Слейтера — это эвристическое объяснение того, почему некоторые металлы являются ферромагнитными , а другие — антиферромагнитными . Он предполагает модель магнетизма Гейзенберга и объясняет различия в обменной энергии переходных металлов соотношением межатомного расстояния a к радиусу r оболочки 3d- электронной . Когда магнитозначимые 3d- электроны соседних атомов расположены относительно близко друг к другу, возникает обменное взаимодействие, $J_{ex}$, отрицательно, но когда они находятся дальше, обменное взаимодействие становится положительным, а затем медленно падает.

Идея связи обменной энергии с межатомным расстоянием была впервые предложена Джоном Слейтером в 1930 году. и проиллюстрировано в виде кривой на графике в обзоре Зоммерфельда и Бете в 1933 году.

Для пары атомов обменное взаимодействие w _ij (отвечающее за энергию E ) рассчитывается как:

$w_{ij}=-2J_{ex}S_{i}\cdot S_{j}$

где: $J_{ex}$ = обменный интеграл; S = спины электронов; i и j = индексы двух атомов.

Кривая Слейтера действительно дает реалистичные результаты, предсказывая, что железо, кобальт и никель являются элементами с ферромагнитным упорядочением . Кривая имеет практическое применение как простой способ оценки $J_{ex}$ на основе среднего расстояния между атомами. Однако более поздние оценки с реалистичными расчетами обменных взаимодействий показывают значительно более сложную физику при рассмотрении взаимодействий разных атомных орбиталей в атоме отдельно, а не как единого целого.

Внешние ссылки

• Открытая база данных квантовых материалов