12 Fotonli kristallar va ularning xossalari

12 Fotonli kristallar va ularning xossalari.
1.Atomlarning magnit xossalari. Magnit materiallarning klassifikatsiyasi.
2.Atomning tо‘la magnit momenti. Diamagnetiklarning magnit qabul qiluvchanligi. Diamagnetizm.
3.Paramagnetizmning klassik va kvant modeli.
4. ferromagnetizm, ferritlar.
5.Fotonkristallarining klassifikatsiyasi.
6.Mikrorezonator va plenkali volnovodlardagi holat.
7.Nanozarra modellari.
Атомларнинг магнит хусусиятлари


Атомнинг орбитал магнит моменти

Исталган элементнинг атоми мусбат зарядланган ядро ва электрон қобиғидан ташкил топган. Кўп магнит ҳодисаларни тушунтириш учун, электронлар маълум орбита бўйича ҳаракатланади деб ҳисоблайдиган Бор назариясидан фойдаланиш мумкин.
Ҳар бир электрон ёпиқ контур бўйича ток кучини ҳосил қилади

Ва унинг магнит моменти қуйидагига тенг бўлади:

бу ерда r – орбита радиуси, - электроннинг орбита бўйлаб айланиш частотаси, - орбита юзаси, ₀ – вакуумнинг магнит сингдирувчанлиги. Электроннинг ядро атрофидаги ҳаракати натижасида ҳосил бўлган магнит моментини – орбитал магнит моменти деб атаймиз ва орқали белгилаймиз:

, (81.1)

Бу магнит моменти орбита текислигига перпендикуляр йўналгандир ва унинг йўналиши парма қоидаси билан аниқланади (144 - расм).

Электрон ҳаракат миқдорининг механик моменти қуйидагига тенг:
, (81.2)



144 – расм. Электроннинг ядро атрофида ёпик контур бўйича ҳаракати

бу ерда m – электроннинг массаси. P_e орбитал магнит моментига тескари йўналган бўлади. (80.1) – ва (80.2) – ифодаларни таққосласак қуйидагига эга бўламиз:

, (81.3)
қуйидаги нисбат
, (81.4)


гиромагнит нисбат деб аталади.
Квант механикаси қонунларига асосан, нинг - магнит майдон йўналишига проекцияси фақат дискрет қийматларни қабул қилиши мумкин
, (81.5)


, (81.6)

бу ерда - орбитал квант сони, у фақат қуйидаги қийматларни қабул қилади:

, (81.7)


n – бош квант сони, - магнит квант сони, у ҳам қийматларга эга бўлиб, квантланган бўлади:


, (81.8)

Шу сабабли, - магнит моменти ва унинг майдон йўналишига - проекцияси қуйидаги дискрет қийматларни қабул қилади:

, (81.9)
ёки
, (81.10)
бу ерда
, (81.11)

Бор магнетони деб аталади ва у магнит моментининг “кванти”ни белгилайди ва атом тизимларининг магнит моментларини ўлчашда ўлчов бирлиги хизматини ўтайди.
Электрон қобиғи кўп электронлардан иборат бўлган мураккаб атомлар учун натижавий орбитал магнит моменти алоҳида электронларнинг моментини жамлаш орқали аниқланади.
Электрон қобиқлари электронлар билан тўла эгалланган атомлар учун натижавий орбитал магнит моменти нолга тенг. Шунинг учун фақат қисман тўлган электрон қобиқлар нолдан фарқли орбитал магнит моментига эга бўлиши мумкин. Аммо бу ҳолатда ҳам тўла эгалланмаган қобиқ ташқи қобиққа яқин жойлашган бўлса ва қаттиқ жисм ҳолатида атомларнинг ўзаро таъсири кучли бўлса, магнит моментлари қотиб қолиши мумкин, улар жисмни магнитланишида деярли қатнашмасликлари мумкин.
3d қобиғи тугалланмаган темир группаси элементларида электронларнинг орбитал моментлари ўзларини худди юқоридагидек тутишлари мумкин.