Кроме собственного СОВ (орбитальные электронные токи в магнитном поле соб-
ственного спинового момента), существует также взаимодействие орбитальных токов
со спинами других электронов
H
0
so
=
¯h
m
2
c
2
X
i6=j
[∇V
ij
, p
i
]s
j
, (L.4)
где i, j – номера электронов,
V
ij
=
e
2
|r
ij
|
, ∇V
ij
=
e
2
r
ij
|r
ij
|
3
, r
ij
= r
i
− r
j
. (L.5)
В случае двух электронов, один из которых имеет нулевой орбитальный момент и
движется близко к ядру, мы можем положить r
1
= 0, r
12
= r
2
. Тогда (L.5) примет
вид [20]
H
0
so
= −λ
0
(l
2
s
1
), (L.6)
где λ
0
> 0 пропорционально Z
3
, а не Z
4
(как в (L.3)). Последний факт приводит к
более важной роли взаимодействия между спином и чужой орбитой для легких эле-
ментов. Как правило, для 3d-электронов величина λ
0
меньше чем λ на три-четыре
порядка, но, как мы продемонстрируем ниже, соответствующее взаимодействие мо-
жет играть важную роль из-за его сингулярной k-зависимости.
Для одного электрона "собственное"СОВ делает выгодным антипараллельную
ориентацию его спина и орбитального момента, но взаимодействие (L.6) ориентирует
орбитальный момент параллельно спиновым моментам других электронов. Однако
для орбитали, заполененной более чем на половину, знак λ изменяется и состояние
с полным моментом J = L + S имеет меньшую энергию.
Теперь мы обсудим СОВ в периодических кристаллах. В локализованной модели
Гейзенберга рассмотрение близко к изолированным атомам. С другой стороны, для
кристаллов, содержащих 3d-элементы, ситуация существенно меняется. Как обсуж-
далось в Разд.1.3, локальный кристаллический потенциал может заморозить орби-
тальный момент только в случае кристалла низкой симметрии. С другой стороны,
в реальных d-системах с кубической или гексагональной симметрией, которая до-
пускает вырожденные неприводимые представления точечной группы, вырождение
снимается периодическим потенциалом в зонной картине (Разд.4.8). Поэтому пред-
ставляет интерес случай замораживания момента. Тогда отличны от нуля только
недиагональные матричные элементы СОВ и возмущенные волновые функции име-
ют вид
Ψ
γ
= Ψ
(0)
γ
+
X
γ
0
6=γ
hγ
0
|H
so
|γi
E
γ
− E
γ
0
Ψ
(0)
γ
0
(L.7)
где γ = {kmσ} – состояния магнитных d-электронов в вырожденной d-зоне.
Волновые функции (L.7) могут быть использованы, чтобы рассчитать поправ-
ки к различным наблюдаемым, обусловленные СОВ. В частности, такие поправки
к матричным элементам электростатического взаимодействия между проводящи-
ми и локализованными электронами будут анизотропными. Именно эти поправки
являются причиной аномальных кинетических явлений в магнитных кристаллах.
Роль собственного СОВ и взаимодействия (L.6) различна для различных ситуаций
268