Un allontanamento dall’approccio convenzionale al problema delle bande di energia è ottenuto in tre modi. In primo luogo, si nota che esiste una separazione atomica critica Rc≲(2,9±0,1) A tale che per R<Rc gli elettroni degli orbitali atomici 3d che sono diretti lungo un ligando devono essere trattati come elettroni collettivi, per R>Rc gli elettroni corrispondenti sono localizzati, elettroni di Heitler-London. Poiché le funzioni d’onda 3d sono anisotrope, questo implica che ci possono essere elettroni 3d localizzati e collettivi contemporaneamente presenti. In secondo luogo, si sottolinea che gli elettroni localizzati obbediscono alla regola di Hund e possono quindi contribuire a un momento atomico. Ciò significa che i livelli energetici corrispondenti, o bande strette, sono divisi in sottobande discrete. Qualsiasi momento degli elettroni 3d collettivi è indotto dagli elettroni localizzati simultaneamente presenti attraverso lo scambio intra-atomico. In terzo luogo, si afferma che se l’ordine antiferromagnetico del più vicino vicino può essere propagato in tutto un reticolo e gli orbitali 3d del più vicino sono riempiti per metà o meno, gli elettroni collettivi (R<Rc) possono essere stabilizzati dalla formazione di bande di legame. Se gli orbitali sono riempiti per più della metà, gli elettroni “extra” non possono essere stabilizzati dalle correlazioni antiferromagnetiche tra i vicini più prossimi. Se l’ordine antiferromagnetico tra vicini non è possibile, gli elettroni formano una banda metallica convenzionale. Queste osservazioni forniscono criteri precisi per il paramagnetismo di Pauli, l’antiferromagnetismo, il ferrimagnetismo e il ferromagnetismo nei metalli di transizione e nelle loro leghe. Vengono utilizzati per introdurre esplicitamente le correlazioni elettroniche nella costruzione di diagrammi energetici qualitativi da cui vengono costruite le curve semiempiriche di densità di stato. Si dimostra che il modello risultante fornisce un’interpretazione coerente della stabilità di fase, delle proprietà magnetiche, dei calori elettronici specifici, dei dati dell’effetto Hall e delle misurazioni del fattore di forma per i metalli di transizione bcc e close-packed del primo periodo lungo e le loro leghe. Il modello è solo parzialmente riuscito per gli elementi del secondo e terzo periodo lungo.
- Ricevuto il 15 settembre 1958
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRev.120.67