声子∝k自旋波.PPT

当温度很低时，只有 k 值很小的自旋波才能够被激发，因此只需取能量展开式的第一项。随着温度升高，就应当考虑高次项的影响。 在 1 K 到 4.5 K 温度范围内,对 CrBr3自发磁化强度的测量得到前三项符合的非常好，测得的系数 a = (2.544?0.067) ×10-3 K-3/2 b = (3.03?1.04) ×10-5 K-5/2 见戴书p166 但更高次的项未被明显观察到。 每一个自旋都是一个磁偶极子，因此自旋和自旋之间还存在着磁偶极相互作用，在磁性介质中，磁偶极作用和交换作用相比要小得多，因此通常可以忽略不计，但在自旋波的长波区域，交换作用随 k 的减小而趋于零，这就必须考虑磁偶极作用了。有磁偶极作用和交换作用的哈密顿量求解困难，可以分段进行， 其中 a 是晶格常数，L 是晶体线度。（2）是静磁模区域。给出的自旋波谱如下图所示： 磁偶极作用下的自旋波谱 一致进动 针状样品 片状样品 Bloch自旋波方法和Heisenberg理论同样都建立在局域磁距模型基础上，认为原子磁距来源于未满壳层的电子自旋。但Bloch理论和Heisenberg理论目的不同，考虑的不是形成自旋磁距有序排列的机制，而是磁距有序排列后的行为。 由于自旋波理论考虑了自旋间的长程关联，并在低温下获得了十分简单的结果，因此这一理论特别使用于温度较低的场合，这恰恰弥补了分子场理论和其他理论的不足。此外自旋波理论在铁磁共振和磁损耗的研究中也起着重要作用。 局域磁距并不是自旋波理论的必要基础，从巡游电子模型也可以导出自旋波的存在。 小结 3.3 试利用量子力学的结果给出面心立方和体心立方晶体 自旋波的色散关系，并证明长波近似下，都可以表示 为： 3.4 试用Bloch 模型推出接近零度时的Bloch定理： 简立方、体心立方、面心立方 Q 值分别为1，2，4。 习 题 3.4题 提示：有几种推导方法，例如，姜书和 Kittel 书观点有别，请 分析其合理性。下面两个公式，哪一个更合理？ 如何正确求解 Excitation Dispersion Specific heat Electrons Fermions ?T Phonons Bosons T3 Magnons (ferro-) Bosons T3/2 Magnons (antiferro-) Bosons T3 Table 5.6. Comparison of excitations in solids 1905年10月23日出生于瑞士的苏黎世，上完中学后，他本来想当一名工程师，于是就直接进入苏黎世的 联邦工业大学。一年后，决定转学物理，通过薛定谔、德拜等教授的课程，他逐渐熟悉了量子力学。后来他到德国莱比锡大学跟海森伯继续研究。1928年获得博士学位。以晶体中电子的量子力学和金属导电理论方面的内容做论文。1933年去到美国。1934年起在斯坦福大学任教。1939年入了美国籍。1954年曾担任过欧洲核子研究中心的第一任主任，回到斯坦福大学后，曾经研究过超导电性和低温下的其它现象。1983年9月10日布洛赫逝世于慕尼黑，享年78岁。 因发展了核磁精密测量的新方法以及一些有关的发现，与珀塞尔分享了1952年度的诺贝尔物理学奖金。 布洛赫 Felix Bloch （1905～1983） 布洛赫教授对磁学方面的研究卓有成效。早在1932年。布洛赫就对磁学中的所谓畴壁表面的每单位面积的能量进行过计算。分隔不同方向磁化的相邻磁畴的过渡层现在常称为布洛赫壁。后来，过渡层理论为兰道、涅尔等人所发展。1934年，布洛赫设想出一种使中子极化的方法（将它们转动的正负向部分地分开）。他所发表的《磁学的分子理论》专著，对铁磁晶体中磁性的相互作用问题采用了量子力学的方法加以处理。由他和其他人所发展起来的自旋波（铁磁子）多电子理论也发挥了重要的作用，根据这一理论。可以确定自发磁化强度在接近绝对零度时的温度关系。关于中子磁矩的测定，如果直接在自由中子束中进行，在技木上将遇到很大困难，因为不可能得到很窄的中子束，为此，布洛赫于1936年提出了一种测定中子磁矩的新方法。到了1939年，布洛赫和阿尔瓦雷兹（1968年度诺贝尔物理学奖金获得者）又发展了利用磁共振的方法来测定中子的磁矩。第二次世界大战期间，布洛赫研究了原子能和雷达的反测量。这些研究的进一步发展，导致了1946年布洛赫同汉森（W．w·Hansen）、帕卡德（M·E·Packard）一起发展核感应原理。他们在《物理评论》上发表了一系列的文章，提出了一个研究核磁控的方法，即“原子核感应”的方法。