凝聚态中的磁性

1 引论

1.1 磁矩

1.1.1 磁矩与角动量

1.1.2 旋进

1.1.3 Bohr磁子

1.1.4 磁化强度与场

1.2 经典力学与磁矩

1.2.1 正则动量

1.2.2 Bohr-vail Leeuwen定理

1.3 自旋的量子力学

1.3.1 轨道与自旋角动量

1.3.2 Pauli自旋矩阵与旋量

1.3.3 升降算子

1.3.4 二自旋的耦合

2 孤立磁矩

2.1 磁场中的原子

2.2 磁化率

2.3 抗磁性

2.4 顺磁性

2.4.1 顺磁性的半经典处理

2.4.2 J=1/2的顺磁性

2.4.3 Brillouin函数

2.4.4 Van Vleck顺磁性

2.5 离子的基态与Hund规则

2.5.1 精细结构

2.5.2 Hund定则

2.5.3 L-S与j-j耦合

2.6 绝热去磁

2.7 核自旋

2.8 超精细结构

3 环境

3.1 晶体场

3.1.1 晶体场的起源

3.1.2 轨道猝灭

3.1.3 Jahn-Teller效应

3.2磁共振技术

3.2.1 核磁共振

3.2.2 电子自旋共振

3.2.3 Mossbauer谱

3.2.4 μ子自旋旋转

4 相互作用

4.1 磁偶极相互作用

4.2 交换相互作用

4.2.1 交换的起源

4.2.2 直接交换

4.2.3 离子固体中的间接交换：超交换作用

4.2.4 金属中的间接交换

4.2.5 双交换作用

4.2.6 各向异性交换相互作用

4.2.7 连续统近似

5 序与磁性结构

5.1 铁磁性

5.1.1 铁磁体的Weiss模型

5.1.2 磁化率

5.1.3 磁场的作用

5.1.4分子场的起源

5.2 反铁磁性

5.2.1 反铁磁体的Weiss模型

5.2.2 磁化率

5.2.3 强磁场的作用

5.2.4 反铁磁序的类型

5.3 亚铁磁性

5.4 螺旋序

5.5 自旋玻璃

5.6 核有序

5.7 磁序的测量

5.7.1 磁化强度与磁化率

5.7.2 中子散射

5.7.3 其他技术

6 序与破缺的对称性

6.1 破缺的对称性

6.2 模型

6.2.1 铁磁性的Landau理论

6.2.2 Heisenberg与Ising模型

6.2.3 一维Ising模型（D=1，d=1）

6.2.4 二维Ising模N（D=1，d=2）

6.3 破缺对称性的后果

6.4 相变

6.5　刚性

6.6 激发

6.6.1 磁子

6.6.2 BlochT3/2定律

6.6.3 Mermin-Wagner-Berezinskii定理

6.6.4 自旋波的测量

6.7 畴

6.7.1 畴壁

6.7.2 磁晶各向异性

6.7.3 畴壁宽度

6.7.4 畴形成

6.7.5 磁化过程

6.7.6 畴壁观测

6.7.7 小磁性粒子

6.7.8 Stoner-Wohlfarth模型

6.7.9 软与硬材料

7 金属中的磁性

7.1 自由电子模型

7.2 Pauli顺磁性

7.2.1 基本推导

7.2.2 与局域行为的交叠

7.2.3 实验技术

7.3 自发自旋分裂带

7.4 自旋密度泛函理论

7.5 Landau能级

7.6 Landau抗磁性

7.7 电子气体的磁性

7.7.1 电子气体的顺磁响应

7.7.2 电子气体的抗磁响应

7.7.3 RKKY相互作用

7.8 电子气体中的激发

7.9 自旋密度波

7.10 Kondo效应

7.11 Hubbard模型

7.12 中子星

8 竞争相互作用与低维度

8.1 阻挫

8.2 自旋玻璃

8.3 超顺磁性

8.4 一维磁体

8.4.1 自旋链

8.4.2 自旋子

8.4.3 Haldane链

8.4.4 自旋Peierls转变

8.4.5 自旋梯子

8.5 二维磁体

8.6 量子相变

8.7 薄膜与多层

8.8 磁一光学

8.9 磁电阻

8.9.1 铁磁体的磁电阻

8.9.2 各向异性磁电阻

8.9.3 巨磁电阻

8.9.4 交换各向异性

8.9.5 庞磁电阻

8.9.6 Hall效应

8.10 有机与分子磁体

8.11 自旋电子学

A 电磁学中的单位

B 电磁学

B.1 磁矩

B.2 自由空间中的Maxwell方程

B.3 自由与边界电流

B.4 介质中的Maxwell方程

B.5 边界条件

C 量子与原子物理学

C.1 量子力学

C.2 Dirac左矢与右矢记号

C.3 Bohr模型

C.4 轨道角动量

C.5 氢原子

C.6 g因子

C.7 d轨道

C.8 自旋一轨道相互作用

C.9 Lande g因子

C.10 微扰理论

D 磁学中的能量与退磁化场

D.1 能量

D.2 退磁化因子

D.3 任意形状的铁磁体

E 统计力学

E.1 配分函数与热力学函数

E.2 均分定理

F 精选问题的答案与提示

G 符号、常数与实用方程

索引

理解磁的量子本性有助于新磁性材料的开发，这些材料可用于永磁体，传感器以及信息存储。要开发这些应用需要掌握基本的物理原理，如对称性破缺、序参量、激发、阻挫以及约化维度。本书从电磁学与量子力学的基本概念开始，合理地阐述了上述理论。书中概述了原子中磁矩的起源以及在晶体内部这些磁矩是如何受局域环境影响的，还介绍了磁矩间的各种不同类型的相互作用。最后几章专门论述金属的磁性和当竞争磁相互作用存在及体系具有约化维度时的复杂行为。
　　全书理论原理与实际应用相结合，充分讨论了实验技术以及当前研究的热点。本书包括一百多张插图以及一些关于基本原理的附录。本书可供高年级本科生以和低年级研究生使用。

《凝聚态物理中的磁性》为其中一册，从电磁学与量子力学的基本概念开始，合理地阐述了上述理论，充分讨论了实验技术以及当前研究的热点。
　　《凝聚态物理中的磁性》介绍了物理学的主要领域的知识和柑关应用，旨在引导读者进入相关领域的前沿。丛书坚持深入浅出的写作风格，用丰富的示例、图表、总结加深读者埘内容的理解。书中附有习题供读者练习。