MAVZU: Paramagnetiklarning elektr o’tkazuvchanligi Reja: 1.Kirish 2. Asosiy qism 2.1 O'tkazuvchi elektronlarning paramagnetizmi 2.2 Ferromagnetizm 2.3 O'zaro ta'sir energiyasini almashish 3. Xulosa 4. Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati

Kirish Paramagnetizm (para... va magnetizm ) — tashqi magnit maydoniga kiritilgan jismlarning shu maydon yo nalishiga moye yo nalishdaʻ ʻ magnitlanish xossasi. Magnit qutbi yaqiniga joylashtirilgan har qanday paramagnit jism shu qutbga tortiladi. Tashqi magnit maydoni bo lmagan (N=0) da ʻ paramagnetiklar magnitlanmaydi. "P." terminini fanga M. Faradey kiritgan (1845). U ferromagnitdan boshka barcha moddalarni magnit xossalari bo yicha ʻ diamagnit va paramagnit modsalarga ajratgan. P. zarralari ( atom , molekula , ion , atom yadrosi ) xususiy magnit momentiga ega bo lgan jismlar uchungina xos bo lib, bu momentlar tashqi maydon ʻ ʻ bo lmaganda tartibsiz, ya ni j=0 bo ladi. Tashqi maydon bo lganda maydon ʻ ʼ ʻ ʻ yo nalishida moslanadi. ʻ Metallda xususiy magnit (spin) momentiga va elektr o tkazuvchanlik ʻ xossasiga ega bo lgan elektronlarning mavjudligi shu metallning paramag-nit ʻ xossasini ifodalaydi. Tashqi magnit maydoni ta sirida bu elektronlar magnit ʼ momentining yo nalishi maydon yo nalishi bilan bir xil bo ladi. ʻ ʻ ʻ Atom yadrosi ham xususiy magnit momentiga ega. Yadro magnit momenti elektron magnit momentidan taxminan 1000-marta kichik. Atom yadrosining paramag-nit qabulchanligi elektron qabulchanligidan taxminan 106-marta kichik. Paramagnit modda kucheiz tashqi magnit maydoni ta sirida juda kucheiz, lekin ʼ juda past (mutlaq nol gradusga yaqin) temperaturalarda, shuningdek, o ta yuqori ʻ tashqi magnit maydoni (>105 E) ta sirida kuchli magnitlanadi. Kucheiz maydonga ʼ paramagnit moddaning mag-nitlanganligi j maydon kuchlanganligi o sishi bilan ʻ quyidagi qonun bo yicha o sadi: j=%ff, bunda paramagnit qabulchanligi x~ Yu~5 ʻ ʻ dan 10~3 gacha qiymatlarni oladi. Agar maydon kuchli bo lsa, paramagnit ʻ zarrachalari magnit mo-mentlarining yo nalishi tashqi magnit maydoni ʻ yo nalishidek bo ladi (magnit to yinishi ro y beradi). O zgarmas kuchlanishli ʻ ʻ ʻ ʻ ʻ maydonda temperatura T ortishi bilan magnit qabulchanlik Kyuri qonuni bo yicha ʻ kamayadi.

O'tkazuvchi elektronlarning paramagnetizmi Metallarda magnit sezuvchanlikka atom yadrolaridan tashqari, kollektivlashtirilgan o'tkazuvchan elektronlar ham hissa qo'shadi. Bunday holda, magnit maydon ularga ikki tomonlama ta'sir ko'rsatadi. Bir tomondan, maydon erkin elektronlarning traektoriyasini egib, ularning o'qi maydon yo'nalishiga to'g'ri keladigan spiral traektoriya bo'ylab harakatlanishiga olib keladi. Elektronlarning bunday harakati diamagnit reaktsiyaga olib keladi, bu Landau diamagnetizmi deb ataladi. Boshqa tomondan, spin magnit momentiga ega bo'lgan har bir elektron magnit maydonning yo'naltiruvchi ta'sirini boshdan kechiradi, bu esa paramagnit ta'sirga olib keladi. Bu ikkala ta'sir ham kvant tabiatiga ega. Landau nazariy jihatdan metalldagi o'tkazuvchanlik elektronlarining diamagnit ta'sirining qiymati paramagnit ta'sir qiymatidan uch baravar kam ekanligini ko'rsatdi, shuning uchun umuman olganda, elektron gazni paramagnit deb hisoblash mumkin. Tashqi magnit maydon (B = 0) bo'lmasa, p res st mutlaq nol (T = 0 K) haroratda elektron gazning magnit momenti nolga teng. Elektronlar o'tkazuvchanlik zonasida Fermi darajasigacha bo'lgan barcha darajalarni egallaydi (Ep - Fermi energiyasi) va ularning har birida Pauli printsipiga muvofiq, qarama- qarshi yo'naltirilgan spinli ikkita elektron mavjud. Qattiq jismlarning tarmoqli tuzilishining xususiyatlari va bantlardagi elektron holatlarni to'ldirish bobda batafsilroq ko'rib chiqiladi. 9. Shaklda ko'rsatilganidek. 7.7, a, o'tkazuvchanlik zonasi elektron spinlarining yo'nalishlari bo'yicha farq qiluvchi ikkita yarim polosaga bo'linadi .

Tashqi magnit maydonning tarmoqning ikki yarmidagi elektronlar soniga ta'siri. (Y o'qi elektronlar energiyasini, abscissa elektron holatlarning zichligini ko'rsatadi. Ishg'ol qilingan holatlar soyalangan. Yarim diapazondagi spinlarning yo'nalishlari o'qlar bilan ko'rsatilgan) Magnit maydonda (B f 0) yarim oy . bunda spin magnit momentlari magnit induksiya vektori B bilan bir xil yo'naltiriladi. energiya o'qi bo'ylab E bo'ylab Tsr B miqdoriga pastga siljiydi ( anjir - Bor magnitoni) va spinlari lehimga qarshi qaratilgan yarim zona . , bir xil miqdorda yuqoriga Ma'lumki, har qanday tizim eng barqaror holatga mos keladigan energiya minimaliga intiladi. Shunga ko'ra, o'ng yarim diapazondagi elektronlarning bir qismi spinning yo'nalishini o'zgartirib, chapga o'tadi. agolining paramagnit sezuvchanligi formula bo'yicha elektron holatlarning N(E) zichligi funksiyasidan hisoblanadi. Bu erda N - birlik hajmdagi o'tkazuvchan elektronlar soni, Tp - Fermi darajasi E P gacha bo'lgan barcha darajalarni to'ldirishga to'g'ri keladigan Fermi harorati (Fermi harorati elektron gazning degeneratsiyasi harorati deb ham ataladi ). Har bir sathda qarama-qarshi spinli ikkita elektron mavjud . Bu ifodadagi kattaliklarning hech biri haroratga bog'liq emasligi sababli, erkin elektronlarning paramagnit sezgirligi ham haroratga bog'liq emas.

Ko'rib chiqilayotgan ta'sirning kattaligi kichik. Oddiy bir valentli metall uchun elektron holatlarning zichligi 1 J uchun taxminan 10 47 ni tashkil qiladi, shuning uchun )L taxminan 10 -5 qiymatiga ega . Paramagnit sezgirlikning bu qiymati atomlarning ichki to'ldirilgan qobig'ining diamagnit sezgirligidan bir oz kattaroqdir . Chelik, elektron gazning paramagnit sezgirligining kichik qiymati, momentlari kuyishga qarama- qarshi yo'naltirilgan o'tkazuvchan elektronlarning faqat kichik bir qismi tashqi energiya tufayli spinlarni aylantirishi mumkinligi bilan bog'liq. magnit maydon. Metalllardagi elektron gaz degeneratsiyaga uchraydi, buning natijasida Fermi darajasiga yaqin eni cc B (7.7-rasm, b) bo'lgan bunday banddagi elektronlarning faqat kichik bir qismi energiya holatini o'zgartirishi mumkin. Boshqa elektronlar uchun bunday o'zgarishlar mumkin emas, chunki barcha qo'shni energiya darajalari ishg'ol qilinadi. Shuni ta'kidlash mumkinki, agar barcha valentlik elektronlar tashqi yorug'lik bilan reaksiyaga kirishsa, bir xil monovalent metallning paramagnit sezgirligi amalda kuzatilganidan 100 yoki 1000 marta ko'p bo'ladi. Elektron paramagnit rezonansi. Erkin elektronlar moddaning paramagnit xususiyatlariga juda oz bo'lsada hissa qo'shadi. Elektron gazning paramagnetizmi masalasi qattiq jismlarning tarmoqli nazariyasi xulosalariga asoslanadi va keyingi boblarda ko'rib chiqiladi. O'tkazuvchanlik elektronlari bo'lmagan moddalarda atomlarning elektron qobiqlarining magnit momentlari kompensatsiyalanadi va faqat atom yadrosi magnit momentga ega. Bunday moddalarda paramagnetizm juda kichik ( = 10" 9 - 10 -12 ) va faqat o'ta past haroratlarda (T < 0,1 K) kuzatilishi mumkin. Yadrolarning spinlari va atomlarning elektron qobiqlari o'rtasida kuchli o'zaro ta'sir bo'lmaganda yadro paramagnetizmi miqdori bilan tavsiflanadi. Bu erda M L d - yadroning magnit momenti, elektronning magnit momentining taxminan 0,001 ga teng. Natijada, ma'lum miqdordagi zarrachalardan tashkil topgan tizimning yadro paramagnit sezgirligi bir xil miqdordagi zarrachalardan