Система электронных спинов

Ширина линии. Релаксац. процессы, восстанавливающие равновесие в системе электронных спинов, нарушенное в результате поглощения эл.-магн. энергии, характеризуются временами релаксации и Т . Ширина линии ЭПР Дсо связана с ними соотношением [c.890]

В 37 уже говорилось о сложении векторов спинов с учетом пространственного квантования, чтобы получить полный спин системы электронов. Проекция полного спина на избранное направление равна сумме проекций спинов [c.274]

Существование флуктуирующего сверхтонкого взаимодействия, связанного либо с движением носителей электронного спина, либо с быстрой переориентацией этого спина в обменном поле, приведёт к появлению др. релаксац. процессов. Контактное фермиевское взаимодействие приводит к релаксац. процессу типа Д5г = —1 при А/г — 1, и наоборот (со скоростью релаксации w . Флуктуирующее дипольное взаимодействие приведёт к процессу типа ДА = —1, Д/ — —1 (со скоростью релаксации и з). В ядерной магн. системе существуют релаксац. процессы Д5г = О, Д/j = 1 (со скоростью релаксации ю ). [c.398]

Принцип Паули требует, чтобы волновая функция для системы электронов, включающая спин, была антисимметрична относительно перестановки любых двух электронов. В рамках приближения, достаточного для решения задач о химической связи, гамильтониан типичного уравнения для одного электрона (3.20.4) не влияет на спиновую координату а электрона. Поэтому произведение [c.22]

ПОЛЯРИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОНОВ — наличие преимущественной ориентации спинов электронов в данном состоянии. Это свойство системы электронов до нек-рой степени аналогично поляризации света. Направление среднего спина в пучке определяет направление поляризации. П. э. наз. продольной, если ее направление совпадает с направлением импульса электрона, и поперечной, если направление поляризации перпендикулярно направлению импульса. Электроны считаются полностью поляризованными, если среднее значение проекции спина на направление поляризации равно 1/2 (в единицах й). Т. к. имеются [c.150]

Ядерный спин взаимодействует с электронами, поскольку они создают магнитное поле. В немагнитном металле в отсутствие внешнего магнитного поля электронная система не обладает магнитным моментом и ядерный спин не взаимодействует с электронами. Если включается внешнее магнитное поле, то оно способно не только непосредственно воздействовать на ядерный спин, но путем ориентации электронного спина создать отличное от нуля поле электронов в области ядра. Практически, однако, имеет значение лишь поле, создаваемое спином s-электронов, ибо только у этих электронов волновая функция в месте расположения ядра отлична от нуля (согласно квантовой механике гр (г) со г , где [c.448]

Однако в присутствии этого взаимодействия не сохраняется электронный спин. Следовательно, состояния не могут классифицироваться по полному спину электронной системы 5, и в основном состоянии сверхпроводника есть примесь состояний с 5 0. Ввиду этого возможна и поляризация в слабом поле. [c.450]

А где расположен уровень Ферми Для системы, содержащей N электронов (спином опять-таки пренебрегаем), при абсолютном нуле все нижние уровни заполнены вплоть до неко торого с квантовым числом К. Состояния уровня будут [c.369]

Основное состояние системы электронов данной электронной оболочки имеет максимальное значение спина 5, допускаемое принципом Паули, и максимальное значение , совместимое с этим значением 5. Величина / равна + 5, если оболочка заполнена более чем наполовину, и 1 — 5 , если оболочка заполнена менее чем наполовину. [c.538]

Ферромагнетизм электронов проводимости. Эффект обменного взаимодействия в системе электронов проводимости мы можем приближенно описать, предположив, что электроны с параллельными спинами взаимодействуют друг с другом с энергией —V, где V — положительная величина, в то время как электроны с антипараллельными спинами вовсе не взаимодействуют между собой. [c.541]

В ферромагнетике возбуждения с низкой энергией соответствуют колебаниям плотности электронных спинов и носят название спиновых волн. Кванты спиновых волн называются магнонами [4]. Они подчиняются статистике Бозе и могут использоваться при рассмотрении термодинамических свойств ферромагнитной системы. [c.26]

АПР) — поглощение энергии акустич. волн определ, частоты (избират. поглощение фопонов) системой электронных спинов парамагнетика, к-рое возникает при совпадении частоты акустич. волны (энергии фонона) с интервалом между энергетич. уровнями парамагнитного иона в приложенном магн. ноле. Предсказан [c.43]

Упорядоченная система электронных спинов ферромагнетика создает на ядрах металла эффективное магнитное поле Hi, достигающее в разных соединениях Fe значений 300—500 кЭ. Под действием этого поля энергетические уровни ядра Fe расщепляются на ряд зеемановских компонент. С учетом правил отбора для магнитных переходов оказываются возможными 6 линий поглощения 7-излучения, соответствующих переходам ядра из 2-кратнорасщеп-ленного основного уровня на 4-кратнорасщепленный первый возбужденный уровень. [c.36]

Мы уже говорили о фононах, но, пожалуй, самая известная квазичастица — фотон квант в теории электромагнитного поля с энергией = Не, где с — скорость света в вакууме. Волны в системе электронных спинов, связанных между собой обменными силами, называются спиновыми, а соответствующие им квазичастицы — магнонами. Коллективные плазменные колебания электронного газа в металлах, связанные с кулоновскими силами, часто называют плазмонами. В полупроводниках существуют нейтральные квазичастицы — экситоны. Об упомянутых квазичастицах и многих других (поляронах, флуктуонах и т.п.) можно прочитать в книге [14]. [c.89]

Если в начальном состоянии М = —Мс то время, необходимое для того, чтобы М достигло нулевого значения прежде чем оно достигнет равновесной величины -ЬЛ/о, равно Г11п2, т. е. того же порядка, что и время, необходимое для достижения М величины Л/о (в — 1)/в /зЛ/о, если в начальный момент = 0. Однако при очень низких температурах, когда система электронных спинов имеет значительно большую теплоемкость, чем решетка, оказалось, что восстановление намагниченности до ее равновесной величины после полного насыш,ения является процессом значительно более медленным, чем исчезновение отрицательной намагниченности после 180°-импульса. Эта асимметрия становится легко объяснимой, если воспользоваться понятием спиновой температуры. [c.136]

Из этого выражения видно, что взаимодействие в системе электронов спина 1/2 явно от спинов не зависит. Электроны взаимодействуют, только если они расположены в одном и том же узле и, в силу принципа Паули, имеют противоположный спин. Амплитуда п Ои. .., пмОм) факторизуется в произведение орбитальной и спиновой функций дополнительных симметрий. Орбитальная амплитуда а п п2. .. пм) зависит только от координат электронов вдоль цепочки 1 п/ и удовлетворяет уравнению Шредингера, которое получается ия гямттттьтониана (10.99) м [c.237]

Другой способ доказать наличие спин-орбитального взаимодействия состоит в следующем. Перейдем в систему координат, связанную с электроном, движущимся вокруг ядра. В этой системе электрон покоится в начале координ ат, а ядро движется вокруг электрона. При своем движении положительно заряженное ядро соз-дае1 в точке нахождения электрона магнитное поле Взф, которое приводит к появлению энергии взаимодействия [см. (34.8)]. Поскольку магнитный момент может ориентироваться лишь двумя способами относительно направления Вд ,, энергия взаимо- [c.204]

Магнитные свойства материалов обусловлены внутренними скрытыми формами движения электрических зарядов, представляющими собой элементарные круговые токи. Такими круговыми токами являются вращение электронов вокруг собственных осей — электронные спины и орбитальное вращение электронов в атомах. Явление ферромагнетизма связано с образованием внутри некоторых материалов ниже определенной температуры (точки Кюри) таких кристаллических структур, при которых в пределах макроскопических областей, называемых магнитными доменами, электронные спины оказываются ориентированными параллельно друг другу и одинаково направленными. Таким образом, характерным для ферромагнитного состояния вещества является наличие в нем самопроизвольной (спонтанной) на.магниченности без приложения внешнего магнитного поля. Однако, хотя в ферромагнетике и образуются самопроизвольно намагниченные области, но направления магнитных моментов отдельных доменов получаются самыми различными, как это вытекает из закона о минимуме свободной энергии системы. Магнитный поток такого тела во внешнем пространстве будет равен нулю. Возможные размеры доменов для некоторых материалов составляют около 0,001—10 мм при толщине пограничных слоев между ними в несколько десятков — сотен атомных расстояний. У особо чистых материалов размеры доменов могут быть и больше. Существование доменов удалось показать экспериментально. При очень медленном перемагничивании ферромагнитного образца в телефоне, соединенном через усилитель с катушкой, охватывающей образец, можно различать отдельные щелчки, связанные непосредственно со скачкообразными изменениями индукции. На полированной поверхности намагничиваемого образца ферромагнетика можно обнаружить появление тип1 чных узоров, образующихся с помощью осаждения тончайшего ферромагнитного порошка на границах от- [c.267]

Условие б) хорошо выполняется в полупроводниках и диэлектриках с малым числом свободных электронов, когда взаимодействие между ними мало и может быть учтено как электрон-электронное рассеяппе. В металлах, где число свободных электронов велико, взаимодействие с осн. массой электронов учитывается самосогласованным одноэлектронным потенциалом. Взаимодействие с электронами, находящимися в тонком слое вблизи поверхности Ферми, может быть учтено в рамках теории ферми-жидкости, в к-рой в качестве элементарных возбуждений рассматриваются заряж. квазичастнцы — фермионы, описывающие самосогласованное движение всей системы электронов. Электрон-электронное взаимодействие приводит, как правило, лишь к перенормировке спектра. ИсклЮ Чение составляют кристаллы с узкими зонами, где энергия отталкивания двух электронов на одном узле превышает ширину зоны. Если в таких кристаллах число электронов равно числу атомов, они являются диэлектриками, даже если число мест в зоне (с учётом спина) больше числа атомов. При изменении ширины разрешённой зоны в результате сближения атомов происходит переход к металлич. проводимости (переход Мотта). [c.92]

Магн. моменты микрочастиц могут иметь только оп-редел, ориентации в магн. поле, к-рым соответствуют определ. значения энергии (энергетич. уровни). На рис. изображена структура этих уровней для электронноядерной системы с электронным спином 5 = -/j и ядерным спином I = Vj. Зеемановское расщепление для электронного спина равно А = Д я ядерного [c.398]

Оптическое детектирование парамагнитного резонанса. В условиях накопления поляризации ядер на электронные спины кроме внеш. поля действует эффективное поле ядер Нд, что влияет на вид зависимостей р (Я) и позволяет оптически детектировать ЯМР в малых объёмах ( 10 см ) при поглощении света в приповерхностном слое с толщиной меньше 1 мки. Значит, поляризация ядер, к-рая может быть получена в условиях оптич. охлаждения их спин-системы, позволяет обнаружить ЯМР в слабых внеш. магн. полях. Уменьшение Нд в результате деполяризации ядер в условиях резонанса приводит к изменению поляризации люминесценции, что и делает возможным оптич. детектирование I3MP. При этом удаётся наблюдать резонансные переходы с одноврем. переворотом спинов как в одной, так и в разных подрешётках кристалла (рис. 5). [c.439]

Квантовая механика Шрёдингера — Гейзенберга является нерелятивистской. Она применима для описания движения элементарных частиц и их систем со скоростями, много меньшими скорости света, в тех случаях, когда число частиц в системе остаётся неизменным. В 1928 П. А. М. Дирак (Р. А. М. Dira ) получил квантовое релятивистское ур-ние движения электрона (Дирака уравнение), из к-рого ертественно вытекало наличие у электрона спина. На основании этого ур-ния Дирак в 1932 предсказал существование позитрона (первой античастицы), в том же [c.316]

В большинстве моделей Я. г. применяется динамич. ориентация ядер, заключающаяся в изменении равновесной населённости в системе ядерных спинов с помощью оптической накачки циркулярно-поляризованным излучением на частоте, соответствующей переходу между зеема-новскими подуровнями электронов, находящихся в слабом пост, поле Н (см. Зеемана эффект). Ориентация ядерных спинов происходит за счёт передачи момента импульса фотонов от электронов к ядрам (см. Ориентированные ядра). При лазерной накачке степень ориентации ядер может достигать 70%, что даёт высокое отношение сигнала к шуму SIN (> 75 дБ). [c.673]

Для большинства многоатомных молекул связь электронного спина с молекулярным остовом слаба и схема энергетических уровней достаточно хорошо описывается с использованием базиса функций для случая Гунда (б). В этом случае система энергетических уровней подобна системе синглетного состояния, за исключением того, что каждый уровень имеет мультиплетность 2S1 (или, если N[c.292]

Наконец, надо обратить внимание, что двухуровневый атом, как квантовая система, имеющая лишь два состояния, качественно аналогичен квантовой системе со спином 1/2. Поэтому имеются далеко идущие аналогии между двухуровневым атомом в резонансном поло и частицей со спином 1/2 в магнитном поле. Соответственно тот же круг вопросов детально изучался, наблюдался и использовался ранее, чем в оптике, в ядерном магнитном резонансе и электронном парамагнитном резонансе [5, 6]. Поэтому при исследовании нестационарных эффектов, возникающих при резонансном взаимодействии излучения с ансамблем двух-уроппевых атомов, широко пспользуется Эта аналогия. [c.180]

Теперь мы обсудим влияние наличия системы спинов на наше представление о температуре. Мы уже от.мечали различные подсистемы колебательную систему решетки, систему электронных спинов в парамагнитной соли, систему ядерных спинов и систему свободных электронов в металле. Эти гюдсистемы не обязательно находятся в тепловом равновесии друг с другом. [c.284]

При квазиклассич. описании Ф. взаимодействие, приводящее к Ф., учитывают введением молекулярного поля (модель Изинга, см. Кооперативные явления). В простейшей модели газа из N электронных спинов их можно разбить, соответственно двум возможным проекциям спина, на г правых и N—г = I левых . Отпосит. намагниченность системы вправо равна у = (г — 1)/ . Энтропия газа при пренебрежении взаимодействием между спинами равна S (у) — к 1п (УУ /г П) (к — Больцмана посто.чнная). Если энергия газа и не зависит от у, то свободная энергия равна [c.306]

Этот метод применен Н. Кюрти в опытах по ядер-ному размагничиванию, в к-рых была получена рекордно низкая темп-ра 10 К. В этих опытах один конец связки из медных проволочек был впрессова1[ в парамагнитную соль, адиабатич. размагничивани( к-рой охлаждало всю связку до Т = 0,01° К. Другой конец связки (на расстоянии 30 см) находился во внешнем магнитном ноле 30 ООО э. Снятие поля приводило к адиабатич. размагничиванию системы ядер ных спинов (существенно, что металлич. медь — диа магнетик, атомы к-рого не имеют электронных спинов) и охлаждению этого конца связки до Г 10 ° К, [c.158]

Эта темп-ра, измерявшаяся обычным методом — но магнитной восприимчивости, удерживалась всего неск. секунд.Предел достижимой таким способом температуры определяется взаимодействиялга между спинами ядер, а время ее поддержания — временами релаксации между системой ядерных спинов и электронами проводимости и решеткой. Эти опыты представляют большой интерес для изучения ядерных спиновых систем и получения ядерного ферромагнетизма. [c.158]

Тем не менее при понижении температуры прежде всего появляется сверхпроводимость, а затем уже ферромагнетизм. Это можно объяснить только тем, что точка сверхпроводящего перехода лежит выше точки Кюри 9 ферромагнитного перехода. Относительно мы знаем, что, согласно формуле (16.26), Тег = (y/л) Д (0). Для того чтобы получить 9, применим метод самосогласованного поля Абрикосов и Горьков, 1962) [247]. Предположим, что возникло ферромагнитное состояние и в результате появилась поляризация электронного спина, т. е. <а>, где <... > означает равновесное среднее при заданной температуре. Согласно гамильтониану (4.39) это эквивалентно тому, что на каждый спин редкоземельного иона действует эффективнее магнитнсе поле, причем роль йРЯ играет (J/n) <а>. Свободная энергия всей системы ионных спинов на единицу объема равна п = п) [c.446]

Величину называют g-фaктopoм, или фактором спектроскопического расщепления. Он представляет собой отношение магнитного момента системы, выраженного в магнетонах Бора (,1д, к моменту количества движения системы, выраженному в единицах Ь. Для электронного спина g = 2,0023 обычно полагают = 2,00. Для свободного атома, обладающего орбитальным моментом количества движения, для --фактора имеем формулу Л а ндё ) [c.520]

Сверхтонкое взаимодействие между ядерным и электронным магнитными моментами в парамагнитных солях (и в системах, имеющих упорядоченное расположение электронных спинов) приводит к расщеплению, величина которого Д может лежать в интервале от Д 0,001 до 0,1 К. Часто эти расщепления можно экспериментально обнаружить по наличию члена, пропорционального 1/7 , в температурной зависимости теплоемкости в области Г 3> Д. Взаимодействие электрических квадрупольных моментов ядер с внутрикри-сталлическими полями (см. гл, 17) также вызывает расихепление (см,, например, рис. 15,15). [c.540]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...