齐伟华 马丽 李壮志 唐贵德吴光恒

1)(河北师范大学物理科学与信息工程学院,河北省新型薄膜材料实验室,石家庄 050024)

2)(北京凝聚态物理国家实验室,中国科学院物理研究所,北京 100190)

金属价电子结构对磁性和电输运性质的影响∗

齐伟华1)马丽1)2)李壮志1)唐贵德1)†吴光恒2)

1)(河北师范大学物理科学与信息工程学院,河北省新型薄膜材料实验室,石家庄 050024)

2)(北京凝聚态物理国家实验室,中国科学院物理研究所,北京 100190)

(2016年10月10日收到;2016年11月8日收到修改稿)

本文以原子物理学中电子按能级分布理论为基础,提出一个关于金属磁性的新的巡游电子模型：在形成金属的过程中由于受到电子间泡利排斥力的作用,Fe,Ni,Co原子的大部分4s电子进入3d轨道,只有一少部分4s电子成为自由电子;最外层3d轨道的电子有一定概率在离子实间巡游,形成巡游电子;其余的3d电子为局域电子.因此,由Fe,Ni,Co金属的平均原子磁矩实验值2.22,0.62和1.72µB,计算出Fe,Ni,Co金属中平均每个原子贡献的自由电子数目为0.22,0.62和0.72,从而解释了为什么Fe,Ni,Co金属的电阻率依次减小.应用这个模型计算出的平均每个原子的3d电子数为7.78,9.38和8.28,与金属能带论计算结果(7.4,9.4和8.3)比较接近,但是本文的方法更加简单、有效,易于理解.这为进一步澄清金属与合金的价电子结构提供了新思路.

金属的电子结构,电输运,磁性

1 引 言

从物理学常用数表[1]和铁磁学教科书[2,3]中容易查到铁磁性金属Fe,Co,Ni的平均原子磁矩、居里温度和电阻率的实验值,如表1所列.对于Fe,Co,Ni的平均……