Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Лит.: Мак-Данкель И., Процессы столкновений в ионизованных газах, пер. с англ., М., 1967; Смирнов В. М., Атомные столкновения и элементарные процессы в плазме, М., 1968; его же, Ионы и возбужденные атомы в плазме, М., 1974; Никитин Е. E., Уманский С. Я., He адиабатические переходы при медленных атомных столкновениях, М., 1979; Никитин Е. E., Смирнов Б. М., Медленные атомные столкновения, М., 1990. , Б. М. Смирное.
СТОЛКНОВЙТЕЛЬНАЯ ИОНИЗАЦИЯ — ионизация нейтральной частицы при соударениях с электронами, ионами, атомами. Подробнее см. Ионизация.
СТОНЕРА КРИТЕРИЙ ФЕРРОМАГНЕТИЗМА — условие возникновении ферромагн. состояния » модели коллективиаиров.. носителей магн. момента (см. Зонный магнетизм). В сарамагн. состоянии число п+ электронов (на один атом) со спнном, направленным вдоль направления намагниченности, совпадает с числом п_ электронов со спнном, направленным против намагниченности;
п+=п_ — п/ 2 і
(п — общее число электронов, приходящихся на один атом); В рамках Стонера модели при темп-ре T — 0 эиергетич. подзоны электронов с противоположив направленными спинами в результате обменного взаимодействия раздвигаются на величину 2А, пропорциональную намагниченности, что приводит к увеличению числа электронов в подзоне с направлением спина против намагниченности [см. рнс. (б, в,) в ст. Стонера модель; прн T — 0 хим. потенциал ц — Jv, где Jp-ферми-энергия]. Прн этом произойдёт изменение кине-тйч. энергии (в расчёте на одни атом) на величину
6^к=Д(п+—п_)/2= Дтгс/2,
где т- -г- относит, намагниченность, т — (л+ — п_)/л« Предполагается, что величина А мала и можно ограничиться линейными по А членами. Изменение магн.. энергии (в расчёте на один атом) при переходе из пара-, магн. состояния в ферромагнитное равно:
б^м=?7л+«-—(1/4)?/да=(1/4){/лат2,
іlAe U — параметр обменного взаимодействия. В первом порядке по параметру Д' выполняться равенство
p(«?j?)A=(»+—n_)/2—mnl2.'
Здесь р(Jp) —- значение плотности электронных состо-> яний прн энергии / — Jp. Полное изменение энергии равно: '
IiltnS
Если выполняется неравенство Up(Jp) <1, то состоянию с найм, энергией будет соответствовать т — 0 и система окажется в парамагн. состоянии. В противном
случае,
U p(Jp)>i,
(1)
минимуму энергии будет соответствовать ферромагн. состояние т Jb- 0. Это условие наз. С. к. ф.
При наличии виеш. магн. поля полное изменение энергии, учитывающее зеемановское слагаемое, имеет внд:
[1—Up(Jp)]-mnpLBH.
Равновесное состояние системы соответствует условию d(6J)/dm = 0, Так что маги, восприимчивость (в расчёте на атом) имеет внд:
X=mnpB/H=XoA1-«Xe) t
(2)
гДе Xo =1 2цбр(«?р), a = Uj2\t,zB. Ф-ла (2) описывает т. н. обменное усиление спиновой магн. восприимчивости прн T -* 0 (х0 — значение магн. восприимчивости для системы невзаимодействующих электронов, X — ПРН учёте обменного взаимодействия в среднего поля приближении или в рамках теории ферми-жидкости\ подробнее см. Паули парамагнетизм). С помощью (2) С. к. ф. (1) может быть записан в внде ахо ^ I1 выражающем условие неустойчивости парамагн. состояния (v ^ 0) н допускающем разл, обобщения (напр., в иоэф, а могут быть учтены не тольт ко обменные, но также корреляционные и епцн-флунту ационные эффекты).
С. к. ф. указывает ва благоприятные условия для возникновения магн. упорядочения прн болыпнх величинах параметра обменного взаимодействия U и йрн болыпнх значеннях p{Sp). Он показывает, почему магн. упорядочение возникает в группе 34-металлов (металлы с незаполненной З^-оболочкой). В периодич. таблице Менделеева в риду переходных металлов (слева направо) число электронов возрастает, что приводит к увеличению Sp, а также и росту р(Sp). G др. стороны, в столбце (сверху вниз) нз-аа роста общего числа электронов возрастает экранировка потенциала кулоновсио-го взаимодействия, т. е. величина V уменьшается. В итоге, согласно С. к. ф., в ряду З^-металлов вероятность ферромагнетизма зонных элеитроиов должна уменьшаться слева направо. Т. к. модель Стонера неинвариантна относительно вращений, С. к. ф. оказывается завышен в пользу ферромагн. состояния из-за того, что существование выделенной оси сильно ограничивает спектр возбуждений, а следовательно, и энергию системы.
Дальнейшее обобщение С. к. ф. (иногда наз. также обобщённым критерием Стонера — Хаббарда) возникает при переносе выражения (2) на случай неоднородной статической восприимчивости %(q), я — волновой вектор. Если топология ферми-ц,оверз}ноати допускает максимум Xo(я) ПРИ <? й 0, то обобщённый С. к. ф. aXo(V) > 1 может описывать неустойчивость системы электронов относительно перехода из однородного парамагн. состояния в нер дно родное антиферромагн. (в обоих состояниях усреднённый магн. момент равеа нулю). В металлах, где поверхность Ферми обладает свойством нестиига (имеются конгруэнтные участки при трансляццн на вектор Q, напр, в одномерном случае Q — 2кр, где кр — ферми-импульс), X0(я) прн q —»Q, нмеет логарнфмич. особенность, Xe(O) ~ Xo (O)Io[SffT) прн Tr* 0. Тогда, обобщённый С. ,к. ф. выполняется прн сколь угодно малом значении а, что указывает на абсолютную неустойчивость парамагн. СОСТОЯНИЯ !Относительно возникновения спиновой плотности волк. Тот же эффект, описываемый с! помощью обобщённого С. к. ф. для электронной поляризуемости, проявляется в неустойчивости системы влеитроиов относительно возникновения волн зарядовой плотности прн учёте наряду с прямым кулонов-ским и обменным также и электрон-фононного взаимодействия.
