Techniklexikon

Bandmagnetismus

itineranter Magnetismus, eine magnetische Ordnung in einem Festkörper, die von delokalisierten Elektronen in Bandzuständen herrührt (Bändermodell). Nach dem Stoner-Modell ist die Ursache hierfür eine Verschiebung der Zustandsdichten für Elektronen mit Spin S =  + 1/2 gegenüber Elektronen mit S =  - 1/2, bedingt durch die Austauschwechselwirkung (Austausch). Dadurch sind die integralen Besetzungszahlen N ⁺  (S =  + 1/2) und N ^-  (S =  - 1/2) des Bandes bis zur Fermi-Energie e_F unterschiedlich und ergeben eine Magnetisierung M = m_B(N ^-  - N ⁺ ) (m_B: Bohrsches Magneton). Die Elektronenenergien können auch durch externe Magnetfelder verschoben werden, was als Pauli-Paramagnetismus bezeichnet wird. Zu den sog. Bandmagneten zählen die Übergangsmetalle Eisen, Cobalt und Nickel, in denen die 3d-Elektronen teilweise nichtlokalisiert sind. Anders als die Modelle zum Bandmagnetismus behandelt das Heisenberg-Modell kollektiven Magnetismus von lokalisierten Spins.

Bandmagnetismus: Bandstrukturen der ferromagnetischen Metalle Fe, Co, Ni (schematisch).