Ландау диамагнетизм

Ланда́у диамагнетизм

Диамагнетизм свободных электронов во внешнем магнитном поле; открыт Л. Д. Ландау в 1930. Магнитные свойства электронного газа, помещенного в магнитное поле Н, обусловлены наличием у электронов собственного спинового магнитного момента (см. Спин) и изменением характера движения свободных электронов под влиянием поля Н. Магнитное поле искривляет траекторию трансляционного движения электронов т. о., что проекция их движения на плоскость, перпендикулярную Н, приобретает вид замкнутых траекторий (орбит). Возникшее квазипериодическое движение электронов по орбите квантуется и даёт диамагнитный вклад χ_{л. д.} в магнитную восприимчивость (См. Магнитная восприимчивость) электронного газа; спиновый же момент электронов обусловливает парамагнитную часть восприимчивости. Расчёт показывает, что

χ_{л. д.} = .

где n — плотность электронного газа, m — масса электрона, μ_Б — Магнетон Бора, h — Планка постоянная. Парамагнетизм свободных электронов по абсолютной величине в три раза превышает Л. д. При обычных измерениях магнитной восприимчивости парамагнитных металлов фактически определяют алгебраическую сумму диа- и парамагнитной восприимчивости, как электронного газа, так и ионов кристаллической решётки. Однако методами электронного парамагнитного резонанса (См. Электронный парамагнитный резонанс) возможно определить одну парамагнитную составляющую, а следовательно, и диамагнитную.

При низких температурах магнитная восприимчивость металлов (диа- и парамагнитная) испытывает осцилляционную зависимость от магнитного поля H (см. Де Хааза — ван Альфена эффект).

Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971.

Л. П. Питаевский.