5. Magnetische Eigenschaften der Festkörper

Bei der Untersuchung der magnetischen Eigenschaften von Festkörpern unterscheidet man zweckmäßig zwischen dem Magnetismus quasigebundener und quasifreier Elektronen. Da die quasigebundenen Elektronen einzelnen Gitteratomen zuzuordnen sind, lässt sich ihr magnetisches Verhalten als Magnetismus der Gitteratome auffassen. Die quasifreien Elektronen sind die Leitungselektronen der Metalle. In Abschn. 5.1 wird der Para- und Diamagnetismus der Gitteratome behandelt. In Abschn. 5.2 wird das para- und diamagnetische Verhalten der Leitungselektronen untersucht. Bei den para- und diamagnetischen Substanzen hat die Polarisation so kleine Werte, dass das lokale praktisch gleich dem äußeren Feld ist. Ganz anders bei Ferromagnetika. Hier wird auf das magnetische Moment eines Gitteratoms von den Nachbaratomen eine starke Richtkraft ausgeübt, die unterhalb einer kritischen Temperatur zu spontaner Magnetisierung führt. Die Richtkraft hat ihre Ursache in einem typisch quantenmechanischen Effekt, der Austauschwechselwirkung. Dies wird in Abschn. 5.3 behandelt, der Antiferromagnetismus in Abschn. 5.4. Auf Spingläser wird in Abschn. 5.5 eingegangen.