Dielektriķu un pusvadītāju magnētisms
Atšķirībā no metāliem, dielektriķiem un pusvadītājiem parasti nav ceļojošu elektronu. Tāpēc magnētiskie momenti šajās vielās tie ir lokalizēti kopā ar elektroniem jonu stāvokļos. Šī ir galvenā atšķirība. metālu magnētisms, ko apraksta joslu teorija, ar dielektriķu un pusvadītāju magnētismu.
Saskaņā ar joslu teoriju dielektriķi ir kristāli, kas satur pāra skaitli elektroni… Tas nozīmē, ka dielektriķi var tikai pakļaut diamagnētiskās īpašības, kas tomēr neizskaidro dažas daudzu šāda veida vielu īpašības.
Faktiski lokalizēto elektronu paramagnētisms, kā arī fero- un antiferomagnētisms (viens no vielas magnētiskajiem stāvokļiem, ko raksturo fakts, ka vielas blakus esošo daļiņu magnētiskie momenti ir vērsti viens pret otru, un tāpēc ķermenis kopumā ir ļoti mazs) dielektriķu ir Kulona savstarpējās elektronu atgrūšanas rezultāts (elektronu Uc Kulona mijiedarbības enerģija reālos atomos svārstās no 1 līdz 10 vai vairāk elektronu voltiem).
Pieņemsim, ka izolētā atomā parādījās papildu elektrons, kas izraisīja tā enerģijas palielināšanos par vērtību e. Tas nozīmē, ka nākamais elektrons atrodas enerģijas līmenī Uc + e. Kristāla iekšpusē šo divu elektronu enerģijas līmeņi sadalās joslās, un, kamēr pastāv joslas sprauga, kristāls ir vai nu pusvadītājs, vai dielektrisks.
Kopā abas zonas parasti satur pāra skaitu elektronu, taču var rasties situācija, ka aizpildīta ir tikai apakšējā zona un elektronu skaits tajā ir nepāra.
Tādu dielektriķi sauc Mota-Habarda dielektriķis… Ja pārklāšanās integrāļi ir mazi, tad dielektriķim būs paramagnētisms, pretējā gadījumā būs izteikts antiferomagnētisms.
Dielektriķiem, piemēram, CrBr3 vai EuO, piemīt feromagnētisms, kura pamatā ir superapmaiņas mijiedarbība. Lielākā daļa feromagnētisko dielektriķu sastāv no magnētiskiem 3d joniem, kas atdalīti ar nemagnētiskiem joniem.
Situācijā, kad attālums tiešai 3d-orbitāļu savstarpējai mijiedarbībai ir liels, apmaiņas mijiedarbība joprojām ir iespējama - pārklājoties magnētisko jonu 3d-orbitāļu un nemagnētisko anjonu p-orbitāļu viļņu funkcijām.
Divu veidu orbitāles "sajaucas", to elektroni kļūst kopīgi vairākiem joniem - tā ir superapmaiņas mijiedarbība. To, vai šāds dielektriķis ir feromagnētisks vai antiferomagnētisks, nosaka d-orbitāļu veids, to elektronu skaits, kā arī leņķis, kādā magnētisko jonu pāris ir redzams no vietas, kur atrodas nemagnētiskais jons.
Antisimetriskai apmaiņas mijiedarbībai (ko sauc par Dzialoszinski-Moria mijiedarbību) starp divām šūnām ar spin vektoriem S1 un S2 ir nulles enerģija tikai tad, ja attiecīgās šūnas nav magnētiski ekvivalentas.
Šāda veida mijiedarbība tiek novērota dažos antiferomagnētos vājas spontānas magnetizācijas veidā (vāja feromagnētisma veidā), tas ir, magnetizācija ir tūkstošdaļa salīdzinājumā ar parasto feromagnētu magnetizāciju… Šādu vielu piemēri: hematīts, mangāna karbonāts, kobalta karbonāts.