Influence du couplage spin-orbite sur la structure électronique et les propriétés magnétiques des métaux de transition

Laboratoire de Physique des Solides de la Faculté des Sciences d’Orsay (Professeur J. Friedel) B. P. 11 — 91 - Orsay, France

Résumé

Dans l'approximation des liaisons fortes, on étudie l'influence du couplage spin-orbite sur la structure électronique et les propriétés magnétiques des métaux de transition. On considère en particulier l'influence de ce couplage sur la susceptibilité magnétique et sur la stabilité de l'état paramagnétique. On montre que l'énergie d'échange intra-atomique est équivalente à l'existence d'un champ moléculaire n'intervenant que sur la partie due au spin du moment magnétique de bande. Par ailleurs ce moment magnétique est notablement réduit par le mélange des états de spins. Il semble que cette réduction, stabilisant l'état paramagnétique, n'est pas suffisante pour rendre compte de l'absence d'ordre magnétique dans les métaux des seconde et troisième séries de transition. On discute en détail les cas du nickel, du palladium et du platine.

Abstract

The effect of spin orbit coupling on the electronic structure and the magnetic properties of transition metals is studied in the tight binding approximation. The effect of this coupling on the magnetic susceptibility and on the stability of the paramagnetic state has been specifically investigated. It is shown that the intra-atomic exchange energy is equivalent to a molecular field acting only on the spin part of the band magnetic moment. Other-wise this magnetic moment is reduced by the spin state mixing. It seems that this reduction, which stabilize the paramagnetic state, is not sufficiently strong to explain the absence of magnetic order in the transition metals of the second and third series. The cases of nickel, palladium and platinum are discussed in more details.