Un écart par rapport à l’approche classique du problème de la bande d’énergie est réalisé de trois manières. Premièrement, on note qu’il existe une séparation atomique critique Rc≲(2,9±0,1) A telle que pour R<Rc les électrons des orbitales atomiques 3d qui sont dirigés le long d’un ligand doivent être traités comme des électrons collectifs, pour R>Rc les électrons correspondants sont des électrons localisés, de Heitler-London. Comme les fonctions d’onde 3d sont anisotropes, cela implique que des électrons 3d localisés et collectifs peuvent être présents simultanément. Deuxièmement, il est souligné que les électrons localisés obéissent à la règle de Hund et peuvent donc contribuer à un moment atomique. Cela signifie que les niveaux d’énergie correspondants, ou bandes étroites, sont divisés en sous-bandes discrètes. Tout moment provenant d’électrons 3d collectifs est induit par les électrons localisés présents simultanément via un échange intra-atomique. Troisièmement, il est affirmé que si l’ordre antiferromagnétique des plus proches voisins peut être propagé à travers un réseau et que les orbitales 3d dirigées par les plus proches voisins sont à moitié ou moins remplies, les électrons collectifs (R<Rc) peuvent être stabilisés par la formation de bandes de liaison. Si les orbitales sont plus qu’à moitié remplies, les électrons « supplémentaires » ne peuvent pas être stabilisés par des corrélations antiferromagnétiques entre les plus proches voisins. Si l’ordre antiferromagnétique entre plus proches voisins n’est pas possible, les électrons forment une bande métallique conventionnelle. Ces observations fournissent des critères précis pour le paramagnétisme, l’antiferromagnétisme, le ferrimagnétisme et le ferromagnétisme de Pauli dans les métaux de transition et leurs alliages. Elles sont utilisées pour introduire explicitement les corrélations électroniques dans la construction de diagrammes d’énergie qualitatifs à partir desquels des courbes de densité d’états semi-empiriques sont construites. Le modèle résultant fournit une interprétation cohérente de la stabilité de phase, des propriétés magnétiques, des chaleurs spécifiques électroniques, des données de l’effet Hall et des mesures du facteur de forme pour les métaux de transition bcc et compacts de la première longue période et leurs alliages. Le modèle ne réussit que partiellement pour les éléments des deuxième et troisième longues périodes.
- Reçu le 15 septembre 1958
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRev.120.67
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