অস্তরক এবং সেমিকন্ডাক্টরের চুম্বকত্ব

ধাতুর বিপরীতে, ডাইলেকট্রিক্স এবং সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে সাধারণত ভ্রমণকারী ইলেকট্রন থাকে না। অতএব, চৌম্বক মুহূর্ত এই পদার্থগুলিতে তারা আয়নিক অবস্থায় ইলেকট্রনের সাথে একত্রে স্থানীয়করণ করা হয়। এই প্রধান পার্থক্য. ধাতুর চুম্বকত্ব, ব্যান্ড তত্ত্ব দ্বারা বর্ণিত, ডাইলেক্ট্রিক এবং সেমিকন্ডাক্টরের চুম্বকত্ব দ্বারা।

ব্যান্ড তত্ত্ব অনুসারে, ডাইলেট্রিক্স হল একটি জোড় সংখ্যা ধারণকারী স্ফটিক ইলেকট্রন… এর মানে হল যে ডাইলেক্ট্রিকগুলি শুধুমাত্র প্রকাশ করতে পারে ডায়ম্যাগনেটিক বৈশিষ্ট্য, যা, যাইহোক, এই ধরনের অনেক পদার্থের কিছু বৈশিষ্ট্য ব্যাখ্যা করে না।

প্রকৃতপক্ষে, স্থানীয় ইলেক্ট্রনগুলির প্যারাম্যাগনেটিজম, সেইসাথে ফেরো- এবং অ্যান্টিফেরোম্যাগনেটিজম (একটি পদার্থের চৌম্বকীয় অবস্থাগুলির মধ্যে একটি, পদার্থের প্রতিবেশী কণাগুলির চৌম্বকীয় মুহূর্তগুলি একে অপরের দিকে অভিমুখী হয় এবং তাই এর চুম্বকীয়করণ সামগ্রিকভাবে দেহটি খুব ছোট) ডাইলেকট্রিক্সের ইলেকট্রনের কুলম্ব পারস্পরিক বিকর্ষণ (বাস্তব পরমাণুতে ইলেকট্রনের কুলম্ব মিথস্ক্রিয়া শক্তি 1 থেকে 10 বা তার বেশি ইলেকট্রন ভোল্টের মধ্যে)।

মনে করুন যে একটি বিচ্ছিন্ন পরমাণুতে একটি অতিরিক্ত ইলেকট্রন উপস্থিত হয়েছে, যার ফলে এর শক্তি e এর মান বৃদ্ধি পেয়েছে। এর মানে হল যে পরবর্তী ইলেকট্রন শক্তি স্তরের Uc + e এ রয়েছে। স্ফটিকের অভ্যন্তরে, এই দুটি ইলেকট্রনের শক্তি স্তরগুলি ব্যান্ডে বিভক্ত হয় এবং যতক্ষণ পর্যন্ত ব্যান্ড গ্যাপ থাকে ততক্ষণ স্ফটিকটি হয় একটি অর্ধপরিবাহী বা একটি অস্তরক।

একসাথে, দুটি অঞ্চলে সাধারণত একটি জোড় সংখ্যক ইলেকট্রন থাকে, তবে এমন একটি পরিস্থিতি দেখা দিতে পারে যেখানে শুধুমাত্র নিম্ন অঞ্চলটি পূর্ণ হয় এবং এতে ইলেকট্রনের সংখ্যা বিজোড় হয়।

যেমন একটি অস্তরক বলা হয় মট-হাবার্ড অস্তরক… যদি ওভারল্যাপ ইন্টিগ্রালগুলো ছোট হয়, তাহলে ডাইলেকট্রিক প্যারাম্যাগনেটিজম প্রদর্শন করবে, অন্যথায় অ্যান্টিফেরোম্যাগনেটিজম হবে।

ডাইলেক্ট্রিক যেমন CrBr3 বা EuO সুপার এক্সচেঞ্জ ইন্টারঅ্যাকশনের উপর ভিত্তি করে ফেরোম্যাগনেটিজম প্রদর্শন করে। ফেরোম্যাগনেটিক ডাইলেক্ট্রিকের অধিকাংশই চৌম্বকীয় 3d-আয়ন নিয়ে গঠিত যা অ-চৌম্বকীয় আয়ন দ্বারা পৃথক করা হয়।

এমন একটি পরিস্থিতিতে যেখানে 3d-অরবিটালগুলির একে অপরের সাথে সরাসরি মিথস্ক্রিয়া করার দূরত্ব বড়, বিনিময় মিথস্ক্রিয়া এখনও সম্ভব - চৌম্বক আয়নগুলির 3d-অরবিটাল এবং অ-চৌম্বকীয় আয়নগুলির p-অরবিটালগুলির তরঙ্গ ফাংশনগুলিকে ওভারল্যাপ করে।

দুটি ধরণের অরবিটাল "মিশ্রণ" করে, তাদের ইলেকট্রনগুলি বেশ কয়েকটি আয়নের সাথে সাধারণ হয়ে যায় - এটি সুপার এক্সচেঞ্জ মিথস্ক্রিয়া। এই ধরনের একটি ডাইইলেক্ট্রিক ফেরোম্যাগনেটিক নাকি অ্যান্টিফেরোম্যাগনেটিক তা ডি-অরবিটালের ধরন, তাদের ইলেকট্রনের সংখ্যা এবং সেই কোণ দ্বারাও নির্ধারিত হয় যেখানে চৌম্বক আয়নগুলির একটি জোড়া দেখা যায় যেখান থেকে নন-ম্যাগনেটিক আয়ন অবস্থিত।

স্পিন ভেক্টর S1 এবং S2 সহ দুটি কোষের মধ্যে একটি প্রতিসাম্যহীন বিনিময় মিথস্ক্রিয়া (যাকে বলা হয় ডিজিয়ালোসজিনস্কি-মোরিয়া মিথস্ক্রিয়া) শুধুমাত্র যদি প্রশ্নে থাকা কোষগুলি চৌম্বকীয়ভাবে সমতুল্য না হয় তবেই অশূন্য শক্তি থাকে।

এই ধরনের একটি মিথস্ক্রিয়া দুর্বল স্বতঃস্ফূর্ত চুম্বকীয়করণের আকারে কিছু অ্যান্টিফেরোম্যাগনেটে পরিলক্ষিত হয় (দুর্বল ফেরোম্যাগনেটিজমের আকারে), অর্থাৎ, চুম্বককরণ তুলনামূলকভাবে হাজারতম। প্রচলিত ফেরোম্যাগনেটের চুম্বকীয়করণের সাথে… এই জাতীয় পদার্থের উদাহরণ: হেমাটাইট, ম্যাঙ্গানিজ কার্বনেট, কোবাল্ট কার্বনেট।