问答题
理论明确地指出在0K以上的任何一个温度制备一个一维的铁磁体(一条有很大数量的且都处于高自旋排列的自旋电子的线性直链)都是不可能的。讨论一下为什么(提示:从熵的方面考虑)。
【正确答案】在一个无限的、一维的铁磁体中,每一对相邻的自旋必须以平行的方式排列,而不是反平行的。可以设想如果能量优势对于高自旋耦合来讲足够强的话,这种情况是可能的。然而,因为这种成对自旋的数量是不确定的,在任何高于0K的温度下,△G中的熵部分可以保证会出现一些低自旋的电子对。更切实际一点的考虑可以得出同样的结论。即使在一个有限的链中,在0K以上,也不能得到完美的次序,应该考虑所有的材料都有缺陷,所以在某些地方,自旋排列方式将被打乱。这种缺陷在自然界中是可以统计的(熵),就像上面描述的一样或者可以关联到物理性质的差异,例如:构象的差异或者是自旋缺失。这样,样品中有些部分就变得彼此分离,向上自旋和向下自旋的优势就可能反转。所以即使自旋耦合作用很强,一些很小的缺陷的出现将导致净磁化强度平均到零。在一个二维的铁磁性物质中,这样的缺陷未必能够引起自旋方向的反转,因为其自旋方向的偏好可以被其周围的物种加强。
【答案解析】