El mecanismo causas ferromagnetismo en hierro?

Question

Hay al menos tres mecanismos diferentes que pueden dar lugar a ferromagnéticos orden en el hierro.

1. La primera es debido a la banda de electrones se llama banda de magnetismo o itinerantes, el magnetismo. Que es un intercambio de interacción entre los electrones de conducción.

La página 91 de los Fundamentos de la física de cuerpos por W. Nolting, página 251 (nota al margen 1) de Oxford de Estado Sólido de conceptos Básicos por Steven H. Simons dice que la Fe es itinerante.

2. La segunda es indirecto, es decir, de intercambio de intercambio entre los impares d los electrones y los electrones de conducción.

3. La tercera es el intercambio directo entre localizada momentos magnéticos de los dos vecinos de los iones Fe como los descritos por el modelo de Heisenberg.

Que uno de ellos es responsable de ferromagnetismo en hierro (y también el cobalto y el níquel) y por qué? Espero que el tercer efecto sería mínimo porque d orbitales interior de los orbitales y no tener mucho en común.

He leído este, este, este y la pregunta que titula "¿Cuál es la diferencia entre un localizada itinerantes y el magnetismo?". Ninguno de ellos parece a la dirección de mi preocupación.

Answer 1

Para materiales ferromagnéticos como el hierro de la causa de la alineación de la persona atómica momentos magnéticos es el intercambio directo de interacción, que es el número 3.

Fe no es, definitivamente, un itinerante imán. Los electrones responsables por el magnetismo son limitados. La transición magnética es una orden-desorden de transición. En itinerante imanes delivalised electrones son los responsables y la transición es una fase de transición. No hay magnetismo persiste por encima de la temperatura de transición.

Answer 2

Normalmente, es 1. Esto es cuando el impares exterior de electrones de valencia de los átomos vecinos se superponen y la distribución de su carga eléctrica en el espacio están más lejos cuando tienen espines paralelos. Esto reduce la energía electrostática, así que cuando tienen paralelo spin, que es más estable.

Normalmente esto es muy corta distancia, llamada intra-atómica (electrones en el mismo átomo) de exchange o intercambio directo entre vecinos de los átomos.

Sin embargo, el hierro tiene una característica, es capaz de crear algo que se llama dominios magnéticos. A pesar de los giros están alineados dentro de los dominios, los dominios propios cancelar los unos a los otros y toda la paz de la voluntad de hierro de no ser magnético.

Ahora es cuando no varió interacciones pueden ocurrir a través de intermediario átomos, llamados superexchange, o indirectos de cambio, que es el 2 y 3.

Por favor ver aquí:

https://arxiv.org/ftp/cond-mat/papers/0701/0701423.pdf