Application de la théorie des anisotropies magnétiques de London aux systèmes infinis périodiques

Laboratoire de Physico-Chimie Théorique, UA n° 503, Université Bordeaux I, 33405 Talence Cedex, France.

Résumé

Dans le cas de systèmes périodiques infinis, les énergies des orbilalcs perturbées par le champ magnétique dépendent de la jauge et les susceptibilités calculées à l'aide des formules de London n'ont pas de sens physique. Il est alors nécessaire, i) de prendre un nombre N, de mailles élémentaires suffisamment grand pour que 2πk₁/N₁ (k₁ entier) puisse être considéré comme continu, ii) d'effectuer la sommation sur les niveaux effectivement occupés à 0 K. Ainsi, les niveaux proches du niveau de Fermi introduisent des termes correctifs qui donnent une susceptibilité orbitale à 0 K indépendante de la jauge. La même expression peut être obtenue en utilisant la statistique de Fermi-Dirac et en faisant tendre T vers 0 K. La Ihcoric est appliquée à des rubans de réseaux carrés ou cubiques.

Abstract

When the London theory of magnetic anisotropy is applied to periodic infinite materials, the orbital energies perturbed by the magnetic field are gauge dependent and the susceptibilities calculated with the London formulae have no physical meaning. It is then necessary, i/ to take N₁ elementary cells with N₁ sufficiently large so that 2πk₁/N₁ (k₁ integer) can he considered as continuous, ii/ to take the summation over the perturbed levels actually occupied at 0 K. Thus, the levels close to the Fermi level introduce positive corrective terms which give an orbital susceptibility at 0 K independent of the gauge. The same final expression can be obtained using Icrmi-Dirac statistics and allowing T --> 0 K. The theory is applied to ribbons of square and cubic lattices.