电介质和半导体的磁性

与金属不同，电介质和半导体通常没有流动电子。所以， 磁矩 在这些物质中，它们与处于离子状态的电子一起局域化。这是主要区别。 金属的磁性，由能带理论描述，由电介质和半导体的磁性描述。

根据能带理论，电介质是含有偶数的晶体 电子……这意味着电介质只能暴露 抗磁特性，但是，这并没有解释许多此类物质的某些特性。

事实上，局域电子的顺磁性，以及铁磁性和反铁磁性（物质的一种磁性状态，其特征是物质的相邻粒子的磁矩相互定向，因此磁化body as a whole is very small) of dielectrics is the result of the Coulomb mutual replication (电子在真实原子中的库仑相互作用能Uc在1到10电子伏特或更大)。

假设在一个孤立的原子中出现了一个额外的电子，这导致它的能量增加了值 e。这意味着下一个电子处于能级 Uc + e。在晶体内部，这两个电子的能级分裂成能带，只要存在带隙，晶体就是半导体或电介质。

这两个区域通常包含偶数个电子，但可能会出现只有下部区域被填充而其中电子数为奇数的情况。

这种电介质称为 莫特-哈伯德电介质…如果重叠积分很小，则电介质将表现出顺磁性，否则会出现明显的反铁磁性。

诸如 CrBr3 或 EuO 等电介质表现出基于超交换相互作用的铁磁性。大多数铁磁电介质由被非磁性离子隔开的磁性 3d 离子组成。

在 3d 轨道彼此直接相互作用的距离很大的情况下，交换相互作用仍然是可能的 - 通过重叠磁性离子的 3d 轨道和非磁性阴离子的 p 轨道的波函数。

两种类型的轨道“混合”，它们的电子成为几种离子共有的 - 这就是超交换相互作用。这种电介质是铁磁的还是反铁磁的取决于 d 轨道的类型、它们的电子数量，以及从非磁性离子所在位置观察一对磁性离子的角度。

具有自旋矢量 S1 和 S2 的两个细胞之间的反对称交换相互作用（称为 Dzialoszinski-Moria 相互作用）只有在所讨论的细胞不具有磁性等价性时才具有非零能量。

这种类型的相互作用在一些反铁磁体中以弱自发磁化的形式（以弱铁磁性的形式）观察到，也就是说，磁化强度是千分之一 具有常规铁磁体的磁化……此类物质的例子：赤铁矿、碳酸锰、碳酸钴。