Stoner model
简介
Stoner模型是用静态平均场近似来处理巡游电子磁性的一个模型.
许多实验指出，在铁，钴，镍等铁磁金属及合金中，磁性电子(3d电子)同时具有传导特性和局域特征，形成一个或几个狭能带.从1936年开始，Stoner采用分子场近似(静态平均场近似)来表述磁性电子之间的交换作用，以期解释这类巡游电子系统的自发磁化和其他有关的现象，这种模型，叫做Stoner模型.
为了简单，假定不计自旋时，电子处于单能带E(k)，这里E(k)是波矢为k的电子能量. 此外假定交换作用是铁磁性的，即分子场αM的系数为正(M——磁化强度).在分子场和可能存在的外磁场H的作用下，E(k)劈裂为正自旋亚带E↑(k)=E(k)+△和负自旋亚带E↓(k)=E(k)-△，见图.图中的D↑(E)和D↓(E)分别是正和负自旋亚带的态密度，它们与未劈裂前的态密度D(E)的关系是D↑，↓(E)=(1/2)×D(E∓△)， 裂距2△=2μB(αM+H). 能带的这种劈裂称为Stoner劈裂.
Stoner劈裂示意图(↑，↓表示自旋取向)
Stoner进 一步假定各自旋亚带的电子做彼此独立的运动.因此，Stoner模型是 一种单体近似，即静态平均场或静态HartreeFock近似、从而系统中的元激发自然属于单体激发，叫做Stoner激发，对这种元激发利用Fermi统计理论，便可求得系统的自由能，从而求得磁化强度和比热等量.例如顺磁磁化率
式中Xp是不计交换作用时的顺磁磁化率(Pauli磁化率)，EF为Fermi能，T为系统的绝对温度，TF=EF/kR称为Fermi温度(kB为Boltzmann常数). 由χ>0不再成立的条件，可以得到系统出现铁磁性的Stoner判据1-αχp<0或T=0时D(EF)>2/α(2)令χ=∞可得到Curie温度
但是当温度不是十分接近0时，上述结果几乎都与实验不符合，这是由于Stoner模型不能正确计入自旋涨落贡献的缘故.