Antiferromagnetismo

A familiar teoria de Heisenberg do ferromagnetismo nos metais de transição 3d ferro, cobalto e níquel, repousa na suposição de uma integral de troca positiva entre íons vizinhos, uma vez que o ferromagnetismo não é possível nos casos em que essa integral é negativa (`antiferromagnético’). A ideia de que os restantes membros não ferromagnéticos da série 3d (Sc, Ti, V, Cr, Mn) têm integrais de troca negativos levou a um estudo teórico das propriedades dos sistemas antiferromagnéticos. Néel foi o primeiro a mostrar que tal sistema tem uma temperatura crítica, Tc, abaixo da qual os momentos atómicos estão dispostos alternadamente em paralelo e antiparalelo. Acima de Tc os momentos são desordenados, como em um ferromagnético acima de sua temperatura Curie. A teoria foi posteriormente estendida por Van Vleck e tornou-se então aparente que o modelo antiferromagnético encaixava de perto vários compostos simples dos metais de transição (por exemplo, CrSb, MnO, MnF2). Estes primeiros desenvolvimentos, que tinham ocorrido nos primeiros anos da guerra, são descritos em § § 1 e 2. Uma atenção particular é dada à teoria de Van Vleck, pois ela forma um ponto de partida para muito trabalho subseqüente. Em § 3 estudos experimentais posteriores de compostos antiferromagnéticos são revistos, sendo dada especial atenção aos resultados obtidos pelos métodos de difração de nêutrons. As medidas da anisotropia magnética e das ligeiras distorções que ocorrem em muitas telas antiferromagnéticas na encomenda, também são descritas em detalhes, e o significado teórico das observações é discutido incidentalmente. As tentativas teóricas para melhorar a teoria Van Vleck, tanto através da extensão do modelo como do uso de estatísticas mais precisas, são consideradas no § 4. Esta seção também inclui uma discussão sobre o mecanismo de super troca, que explica a observação de que as interações mais fortes em, digamos, MnO são entre os próximos íons MnO vizinhos mais próximos e não entre os vizinhos mais próximos como seria de se esperar. A secção final (§ 5) contém um breve levantamento do estado actual dos próprios metais de transição não ferromagnéticos; é mostrado como os recentes estudos de difracção de neutrões de Shull e Wilkinson favorecem uma descrição colectiva dos electrões, em vez do tipo de descrição que é bem sucedida para os compostos antiferromagnéticos. A forma de estender a presente teoria dos electrões colectivos para que possa dar ordem antiferromagnética foi recentemente indicada por Slater. O Relatório conclui com uma tabela listando trabalhos experimentais sobre o antiferromagnetismo por composto e pela propriedade estudada. Isto deve ser útil uma vez que muitas vezes é difícil rastrear o trabalho experimental sobre um determinado composto de interesse.