Criterio de Stoner

El criterio de Stoner  es una condición para la ocurrencia de ferromagnetismo en un sistema de electrones colectivizados, también llamado criterio de ferromagnetismo de un gas ideal de Fermi . Propuesto por Edmund Stoner en 1936 [1] [2] .

Modelo de Stoner de un sistema de electrones itinerantes

El criterio de ferromagnetismo de Stoner se deriva del modelo de Stoner que describe la aparición de ordenamiento ferromagnético en los metales de transición y sus aleaciones, dentro del marco del magnetismo de banda . Este modelo, al ser el más simple, compara el sistema de electrones metálicos colectivizados con un gas ideal de electrones de Bloch , asumiendo que los estados estacionarios de tales sistemas coinciden. Sin embargo, la coincidencia esperada no es perfecta, lo que provoca algunas discrepancias entre la teoría y los resultados experimentales [3] . Por ejemplo, en el cálculo de la temperatura del punto de Curie . Tales hechos son explicados satisfactoriamente por el modelo mejorado de ordenamiento ferromagnético desarrollado por el investigador japonés T. Moriya [3] . A diferencia del modelo de Stoner, que asume la homogeneidad del sistema electrónico, el modelo de Moriya tiene en cuenta las inhomogeneidades reales de magnetización que varían en el espacio y el tiempo, las llamadas fluctuaciones de espín. Tenerlos en cuenta permite mejorar significativamente la precisión de la descripción de datos experimentales para ferromagnetos con electrones colectivizados [4] .

Estas características del modelo de Stoner también deben tenerse en cuenta en relación con su criterio para la aparición de ferromagnetismo.

Criterio de Stoner

El criterio de Stoner determina el umbral en el que aparece el ferromagnetismo en el sistema de electrones itinerantes. Matemáticamente, el criterio se describe mediante la desigualdad:

donde  es el coeficiente de interacción de intercambio de electrones itinerantes, y  es la densidad de estados de electrones itinerantes en el nivel de Fermi [5] .

El significado físico del criterio de Stoner es que da la relación del intercambio y la energía cinética de los electrones necesarios para su ordenamiento ferromagnético. En otras palabras, determina la cantidad de su energía de intercambio suficiente para compensar el crecimiento de su energía cinética. El valor de la energía cinética del sistema electrónico aumenta debido a que cuando se ordena, algunos de los electrones ocupan niveles de energía más altos , moviéndose de una subbanda de energía a otra [3] .

Notas

  1. ↑ Stoner, E. G. Ferromagnetismo electrónico colectivo, "Proc. Roy. Soc.", 1938, v. A165, pág. 372
  2. ↑ Khramov Yu. A. Stoner Edmund Clifton // Físicos: Directorio biográfico / Ed. A. I. Akhiezer . - Ed. 2º, rev. y adicional — M  .: Nauka , 1983. — S. 255. — 400 p. - 200.000 copias.
  3. ↑ 1 2 3 Levitin R. Z.  Magnetismo de electrones colectivizados // Soros Educational Journal No. 6, 1997, pp. 101-107 . Fecha de acceso: 30 de septiembre de 2014. Archivado desde el original el 6 de octubre de 2014.
  4. ↑ Μoriua Τ. progreso reciente; en la Teoría del Magnetismo de Elección Itinerante.—J. Imán, y. imán. Mater., 1979, v. 14, págs. 1-46.— Traducción de T. S. Shubina. Editado y con notas de S.V. Vonsovsky // Sitio Ufn.ru. Fecha de acceso: 30 de septiembre de 2014. Archivado desde el original el 6 de octubre de 2014.
  5. ↑ Porokhov A. M. Enciclopedia física Volumen 4 - M .: Gran enciclopedia rusa, 1994. - 701 p. . Fecha de acceso: 30 de septiembre de 2014. Archivado desde el original el 6 de octubre de 2014.

Literatura