내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

알림마당

home

Fe에서 4f와 5f 전자들에 미치는 초미세 자기장

전문가 제언: ○ 물질의 자기적 성질은 자기화 벡터 M으로 표시한다. 그런데 이 자기화 벡터 M은 또 무수한 자기쌍극자 모멘트 벡터 m들의 벡터 합을 평균하여 극한을 취한 값이다. 그러므로 물질의 자기적 성질이나 전자기장의 작용을 이해하려면 우선 자기 쌍극자 모멘트 벡터 m의 정의와 물리적 개념이 필요하다. 어떤 전하를 갖는 입자가 작은 반경으로 회전하여 전류 I가 흐르면 회전면에 수직한 방향으로 자기유도가 일어날 때 이 입자는 자기 쌍극자 모멘트 벡터 m을 가지며 전자의 경우는 스핀벡터 s를 갖는다.

○ 스핀벡터의 합 S는 물론 각운동량 벡터의 합 L, 자기유도 B 모두 벡터이고 이들 연산들도 양자역학적 규칙을 따르면서도 벡터연산을 고수한다. 그러므로 전자들의 원자핵과 혹은 다른 전자들과의 상호작용을 계산하는 L․S혹은 S1․S2 계산도 전부 벡터연산 규칙으로 계산한다.

○ 란탄족과 악티늄족의 경우는 Fe의 3d전자와 이 계열의 4f 혹은 5f전자들의 오비탈 모멘트 벡터 L과 스핀벡터 S와의 상호작용을 기술하는 L․S 혹은 S1․S2 포함한 모든 벡터장을 계산하여 결과적으로 초미세 자기장의 세기를 결정한다. 란탄족의 경우 4f 괘도에 7개의 전자가 Hund규칙에 따라 전자가 배열될 때까지는 스핀벡터 S도 증가하므로 상호작용도 증가하다가 스핀이 반대인 전자가 같은 오비탈에 반평행으로 배열되므로 스핀벡터 S가 감소한다.

○ 란탄족과 악티늄족 원소들이 Fe bcc 구조에 치환되었을 때 초미세자기장을 계산하기 위하여 하이브리드 B3PW91 범함수 근사를 사용하였다. 계산의 신뢰도를 위하여 실험데이터와 물리학적 방법 및 또 다른 범함수들도 병행하여 사용하였다. 란탄족 원소의 초미세 자기장 계산은 70%의 Hartree-Fock 교환에너지를 적용한 것이, 악티늄의 경우에는 40%의 Hartree-Fock 교환에너지를 적용한 B3PW91 하이브리드 범함수가 믿을만한 결과를 제시하였다. 기초학문에 대한 과학도들의 도전의욕이 고취되는 계기가 되기를 기대하면서 이 리뷰를 추천한다.

저자: D. Torumba, P. Novak, S. Cottenier
자료유형: 학술정보