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1. 自发磁化的定义
自发磁化是指在没有外磁场的作用下,物质内部原子磁矩自发地有序排列,形成磁畴的现象。这种有序排列使得物质在宏观上表现出磁性。
2. 稀土金属自发磁化的机理
稀土金属的自发磁化主要来源于其4f电子。与3d金属(如铁、钴、镍)不同,稀土金属的4f电子是局域化的,其轨道半径很小,相邻原子间的4f电子云几乎不会重叠,因此直接交换作用很弱。然而,稀土金属中的4f电子与6s电子之间存在特殊的间接交换作用,这种作用被称为RKKY(Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida)相互作用。
RKKY理论指出,稀土金属中的6s电子是巡游的,它们可以与局域的4f电子发生交换作用,使6s电子发生自旋极化。极化的6s电子自旋再与相邻原子的4f电子自旋发生间接耦合,从而形成自发磁化。这种间接交换作用使得稀土金属在低温下能够表现出铁磁性或亚铁磁性。
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