物理百科

斯莱特-泡令曲线

2022-01-01

SlaterPauling curve

简介

Slater-Pauling曲线是Fe、Co、Ni与其他3d过渡元素二元铁磁合金的有效原子磁矩与合金中平均每原子的3d+4s电子数之间的关系曲线.该曲线首先是由J.C. Slater和L.Pauling给出的.后人又对各种合金做了许多工作,补充成为如图所示的曲线.

铁磁金属和合金的原子磁矩与每原子的外层电子数的关系

Slater-Pauling曲线表明,合金的平均原子磁矩是平均3d+4s电子数的线性函数.对于多数Fe、Co、Ni、Cu的合金,曲线斜率约为-1μB/每电子; 而对于Fe、Co、Ni与V、Cr、Mn的合金,曲线斜率约为1μB/每电子.曲线具有正斜率是由于在合金中原子之间出现了反铁磁耦合的缘故.

用集体电子的能带模型可以定性地解释Slater-Pauling曲线.在过渡金属及合金中,原子的外层电子分别按能量由低到高填充在4s和3d能带中.未填满的4s和3d能带又各包含代表自旋为正、负的两个亚能带,且这些能带之间是部分重叠的.合金成分的变化表明每个原子的平均3d+4s电子数发生了变化.因此,这些电子在3d和4s两个亚能带中的不同分布改变了合金的平均原子磁矩.

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