Antiferomagnetismus

Známá Heisenbergova teorie feromagnetismu 3. přechodných kovů železa, kobaltu a niklu vychází z předpokladu kladného výměnného integrálu mezi sousedními ionty, protože feromagnetismus není možný v případech, kdy je tento integrál záporný (`antiferomagnetický´). Představa, že zbývající neferomagnetičtí členové 3d řady (Sc, Ti, V, Cr, Mn) mají proto záporné výměnné integrály, vedla k teoretickému studiu vlastností antiferomagnetických systémů. Néel jako první ukázal, že takový systém má kritickou teplotu Tc, pod níž jsou atomové momenty uspořádány střídavě paralelně a antiparalelně. Nad teplotou Tc jsou momenty neuspořádané jako u feromagnetika nad jeho Curieho teplotou. Teorii později rozšířil Van Vleck a poté se ukázalo, že antiferomagnetický model přesně vyhovuje řadě jednoduchých sloučenin přechodných kovů (např. CrSb, MnO, MnF2). Tento raný vývoj, k němuž došlo v prvních letech války, je popsán v § 1 a 2. Zvláštní pozornost je věnována Van Vleckově teorii, neboť ta tvoří východisko pro mnoho pozdějších prací. V § 3 je podán přehled pozdějších experimentálních studií antiferomagnetických sloučenin, přičemž zvláštní pozornost je věnována výsledkům získaným metodami neutronové difrakce. Podrobně jsou také popsána měření magnetické anizotropie a mírných deformací, k nimž dochází v mnoha antiferomagnetických mřížkách při uspořádání, a mimochodem je diskutován teoretický význam těchto pozorování. Teoretické pokusy o zlepšení Van Vleckovy teorie, a to jak rozšířením modelu, tak použitím přesnější statistiky, jsou zváženy v § 4. Tento oddíl také zahrnuje diskusi o supervýměnném mechanismu, který vysvětluje pozorování, že nejsilnější interakce například v MnO probíhají mezi nejbližšími sousedními ionty Mn, a nikoli mezi nejbližšími sousedy, jak by se dalo očekávat. Závěrečný oddíl (§ 5) obsahuje stručný přehled současného stavu samotných neferomagnetických přechodných kovů; je ukázáno, jak nedávné neutronové difrakční studie Shulla a Wilkinsona upřednostňují spíše kolektivní elektronový popis než takový popis, který je úspěšný u antiferomagnetických sloučenin. Způsob, jak rozšířit současnou teorii kolektivních elektronů tak, aby mohla poskytnout antiferomagnetické uspořádání, nedávno naznačil Slater. Zpráva je zakončena tabulkou se seznamem experimentálních prací o antiferomagnetismu podle sloučenin a studovaných vlastností. To by mělo být užitečné, protože je často obtížné dohledat experimentální práce týkající se konkrétní sloučeniny, která nás zajímá.