Kemagnetan dielektrik dan semikonduktor
Tidak seperti logam, dielektrik dan semikonduktor biasanya tidak mempunyai elektron yang bergerak. Oleh itu, momen magnetik dalam bahan-bahan ini ia disetempat bersama-sama dengan elektron dalam keadaan ionik. Ini adalah perbezaan utama. kemagnetan logam, diterangkan oleh teori jalur, oleh kemagnetan dielektrik dan semikonduktor.
Menurut teori jalur, dielektrik ialah kristal yang mengandungi nombor genap elektron… Ini bermakna dielektrik hanya boleh mendedahkan sifat diamagnet, yang, bagaimanapun, tidak menjelaskan beberapa sifat banyak bahan jenis ini.
Malah, paramagnetisme elektron setempat, serta fero- dan antiferromagnetisme (salah satu keadaan magnet sesuatu bahan, dicirikan oleh fakta bahawa momen magnet zarah jiran bahan itu berorientasikan satu sama lain, dan oleh itu kemagnetan badan secara keseluruhannya sangat kecil) dielektrik adalah hasil tolakan bersama Coulomb elektron (tenaga interaksi Coulomb elektron Uc dalam atom sebenar berjulat dari 1 hingga 10 atau lebih volt elektron).
Katakan bahawa elektron tambahan muncul dalam atom terpencil, yang menyebabkan tenaganya meningkat dengan nilai e. Ini bermakna elektron seterusnya berada dalam tahap tenaga Uc + e. Di dalam kristal, tahap tenaga kedua-dua elektron ini berpecah kepada jalur, dan selagi jurang jalur wujud, kristal adalah sama ada semikonduktor atau dielektrik.
Bersama-sama, kedua-dua zon biasanya mengandungi bilangan elektron genap, tetapi situasi boleh timbul di mana hanya zon bawah diisi dan bilangan elektron di dalamnya adalah ganjil.
Dielektrik sedemikian dipanggil Dielektrik Mott-Hubbard… Jika kamiran bertindih adalah kecil, maka dielektrik akan menunjukkan paramagnetisme, jika tidak akan terdapat antiferromagnetisme yang disebut.
Dielektrik seperti CrBr3 atau EuO mempamerkan feromagnetisme berdasarkan interaksi pertukaran super. Majoriti dielektrik feromagnetik terdiri daripada ion 3d magnet yang dipisahkan oleh ion bukan magnet.
Dalam keadaan di mana jarak interaksi langsung orbital 3d antara satu sama lain adalah besar, interaksi pertukaran masih boleh dilakukan - dengan bertindih fungsi gelombang bagi orbital 3d ion magnet dan orbital p bagi anion bukan magnet.
Orbital dua jenis "campuran", elektron mereka menjadi biasa kepada beberapa ion - ini adalah interaksi pertukaran super. Sama ada dielektrik sedemikian adalah feromagnetik atau antiferromagnetik ditentukan oleh jenis orbital-d, bilangan elektronnya, dan juga oleh sudut di mana sepasang ion magnetik dilihat dari tempat ion bukan magnetik itu berada.
Interaksi pertukaran antisimetri (dipanggil interaksi Dzialoszinski-Moria) antara dua sel dengan vektor putaran S1 dan S2 mempunyai tenaga bukan sifar hanya jika sel yang dimaksudkan tidak setara secara magnetik.
Interaksi jenis ini diperhatikan dalam beberapa antiferromagnet dalam bentuk magnetisasi spontan yang lemah (dalam bentuk ferromagnetisme lemah), iaitu, kemagnetan adalah seperseribu berbanding dengan kemagnetan ferromagnet konvensional… Contoh bahan tersebut: hematit, mangan karbonat, kobalt karbonat.