Quantentheorie einer neuen Ursache von Ferromagnetismus

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Abstract

Die von Zener eingeführte neue Ursache von Ferromagnetismus, die Austauschwechselwirkung der 3d-mit den 4s-Elektronen eines Kristalles, wird quantentheoretisch zusammen mit der bekannten Heisenbergschen Ursache (Austauschwechselwirkung der 3d-Elektronen untereinander) diskutiert. Im Gegensatz zu zwei früheren Veröffentlichungen des Verfassers wird hier auch für die 3d-Elektronen das Energieband-Modell benutzt. Weiterhin leiten wir die Grundgleichungen einer phänomenologischen Spinwellen-Theorie her und finden, daß die wesentlichen Eigenschaften der tiefsten stationären Zustände des Kristalles unabhängig vom speziellen Modell sind, welches für die 3d-Elektronen gewählt wird.

Für tiefe Temperaturen werden die statistischen Mittelwerte für spontane Magnetisierung und Energie des Kristalles genähert bestimmt. Es ergibt sich die Möglichkeit, aus der Temperaturabhängigkeit der spontanen Magnetisierung (experimentell gesichertes T3/2-Gesetz) zu schließen, daß die Zenersche Ursache bei Ni sicher, bei Fe und Co wahrscheinlich ebenfalls gegenüber der Heisenbergschen Ursache sekundäre Bedeutung besitzt. Anderenfalls müßte ein schon qualitativ anderes Gesetz für die Abhängigkeit der Magnetisierung von der Temperatur gelten.

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