Techniklexikon

De-Haas-van-Alphen-Effekt

Oszillationen des magnetischen Moments von Metallen als Funktion eines statischen Magnetfeldes. Als Voraussetzung müssen hinreichend starke Magnetfelder vorliegen, wodurch die Elektronenzustände innerhalb der Fermi-Kugel auf die sog. Landau-Zylinder umverteilt werden. Mit steigendem äusserem Magnetfeld H nimmt die Zustandsdichte auf den Zylindern zu. Gleichzeitig dehnen sie sich aus, so dass es an der Fermi-Grenze zu einer Rückverteilung der Elektronen auf tieferliegende Zylinder kommt. Somit oszilliert die Gesamtenergie E und damit das mit ihr verbundene magnetische Moment m = ¶E/¶H. In starken Magnetfeldern wird demnach das vom Pauli-Paramagnetismus herrührende Moment der Leitungselektronen moduliert. Die Oszillationen treten im gleichen Abstand D(1/H) auf, der proportional zum Umfang der Extremalbahn senkrecht zum Magnetfeld ist. Der De-Haas-van-Alphen-Effekt ist daher eine wichtige Methode zur Untersuchung von Fermi-Flächen in Metallen.

De-Haas-van-Alphen-Effekt: Elektronenzustände in der k_xk_y-Ebene: a) ohne externes Magnetfeld und b) auf den Landau-Zylindern in einem Magnetfeld.