Techniklexikon

Paulische Spinsuszeptibilität

Festkörperphysik, die paramagnetische Suszeptibilität der Leitungselektronen in Metallen nach dem Modell des Pauli-Paramagnetismus. Die Paulische Spinsuszeptibilität c ergibt sich mit der Fermi-Dirac-Statistik aus dem halben Betrag der Bandverschiebung m_B B multipliziert mit der Zustandsdichte Z(e_F) bei der Fermi-Energie e_F multipliziert mit dem magnetischen Moment eines Elektrons m_B. Für ein freies Elektronengas mit N Elektronen erhält man

Da nur ein Teil der Elektronen an der Fermi-Kante (Fermi-Energie) den Spin nach dem Magnetfeld ausrichtet, resultiert eine niedrige Suszeptibilität der Leitungselektronen von der Grössenordnung 10^-6, verglichen mit dem Fall isolierter paramagnetischer Ionen, der mit der Maxwell-Boltzmann-Statistik behandelt wird. Ausserdem ist die Paulische Spinsuszeptibilität nahezu temperaturunabhängig, da die Zustandsdichte nur schwach von der Temperatur abhängt.