自旋磁性和轨道磁性是固体物理学中描述材料磁性的两种基本机制。这两种机制在材料的微观结构中起着关键作用,并且对材料的宏观磁学性质有着重要影响。
自旋磁性
自旋磁性主要来源于电子的自旋运动。电子不仅绕原子核公转,还具有自身的旋转运动,这种旋转运动可以看作是一个微小的电流环,从而产生一个磁场。每个电子的自旋磁矩大约为9.274×10^-24 J/T(焦耳/特斯拉)。当大量电子的自旋方向一致时,就会形成宏观上的磁性。例如,在铁磁材料中,如铁、镍和钴等,电子的自旋磁矩倾向于平行排列,从而导致这些材料表现出强磁性。