金属纳米颗粒的磁响应：几何与弱相对论效应
介观与纳米尺度物理
2022-01-05 v3
摘要
虽然在某些金属纳米颗粒系丛中测得的大顺磁响应被归因于传导电子的轨道效应，但自旋轨道耦合已被指出是其他情况下观测到的反常大抗磁响应的可能起源。这种由传导电子所见的非均匀静电势产生的相对论效应，可能源自宿主离子晶格、杂质或自洽约束势。在此，我们从理论上研究由约束势引起的自旋轨道耦合效应，量化其对零场磁化率的贡献，并将其与其他弱相对论修正所产生的贡献进行比较。详细考虑两种理想几何：球体与半球体，聚焦于对称性降低时自旋轨道耦合预期增强的作用，并讨论这些结果在实际金属纳米颗粒上的应用。获得不同弱相对论修正的矩阵元并纳入磁场的微扰处理，对球体情形得到易处理的半解析与半经典表达式，而对半圆柱体必须进行数值处理。单个球体中由自旋轨道耦合引起的零场磁化率修正相当小，且被弱相对论动能修正所主导，而后者又远小于非相对论零场磁化率的典型值。此外，对于具有大尺寸分散度的纳米颗粒系丛，其平均响应中的自旋轨道贡献被证明消失。从球体到半球的对称性降低并未转化为显著的（...）
引用
@article{arxiv.2106.10113,
title = {Magnetic response of metallic nanoparticles: Geometric and weakly relativistic effects},
author = {Mauricio Gómez Viloria and Guillaume Weick and Dietmar Weinmann and Rodolfo A. Jalabert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.10113},
year = {2022}
}
备注
35 pages, 9 figures