Spin-1/2 ferromagnet via equal coupling between itinerant and localized electrons

Summary

The itinerant-localized (i-d) exchange interaction is compared with the localized-localized (d-d) exchange interaction in the spin-1/2 ferromagnet for a simplified but computable model, the equally coupled infinite-range Ising-like Hamiltonian including thei-d interaction. The two-time Green's function equation of motion technique is used with anticommutator Green's function and Tyablikov decoupling. The ratio of thei-d exchange energy tod-d exchange energy was found to be about 100 indicating the dominant nature of thei-d interaction in explaining ferromagnetism of the transition metals. Our theory also indicates that the Fermi energy of itinerant electrons is temperature dependent. This model yields agreement with nickel data over the entire temperature range.

Riassunto

Si confronta la interazione di scambio itinerante-localizzato (i-d) con l'altra localizzatolocalizzato nel ferromagnete con spin 1/2 relativamente a un modello semplificato ma adatto ai calcoli: il modello hamiltoniano del tipo di Ising a raggio infinito con accoppiamento uguale che comprende l'interazionei-d. Si usa la tecnica dell'equazione del moto con funzioni di Green a due tempi con funzioni di Green di, anticommutazione e di disaccoppiamento di Tyablikov. Si è trovato un rapporto circa pari a 100 fra le energie di scambioi-d ed-d, il che indica la natura dominante dell'interazionei-d nella spiegazione del ferromagnetismo dei metalli di transizione. La nostra teoria indica anche che l'energia di Fermi degli elettroni itineranti dipende dalla temperatura. Si trova che il modello concorda con i dati relativi al nichel su tutto l'arco delle temperature.

Резюме

Обменное взаимодействиеi-d между “странствующими” и локализованными электронами сравнивается с обменным взаимодействиемd-d между локализованными и локализованными электронами в ферромагнетике со спином 1/2 для упрощенной, но решаемой модели. Используется техника двухвременных функций Грина уравнения движения с гриновской функцией антикоммутатора и нарушением связи Тябликова. Получается, что отномениеi-d обменной энергии кd-d обменной энергии составляет приблизительно 100, что указывает на доминирующую природуi-d взаимодействия при объяснении ферромагнетизма переходных металлов. Наша теория также указывает, что энергия Ферми для “странствующих” электронов зависит от температуры. Эта модель хорошо согласуется с данными. для никеля во всей области температур.