Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Механизм двойного обмена - это тип магнитного обмена, который может возникать между ионами в различных степенях окисления . Во- первыхи , предложенный Зенер , [1] эта теория предсказывает относительную легкость , с которой электрон может быть обменен между двумя видами и имеет важное значение для того , материалов являются ферромагнитными , антиферромагнитными , или экспонирование спирального магнетизма. [2] Например, рассмотрим 180-градусное взаимодействие Mn - O- Mn, при котором Mn "e g"орбитали напрямую взаимодействуют с O" 2p "орбиталями, и один из ионов Mn имеет больше электронов, чем другой. В основном состоянии электроны на каждом ионе Mn выровнены в соответствии с правилом Хунда :

Пример двойного обмена в соединении . В обмене участвуют самые внешние орбитали для каждого атома, которые равны 3d 4 для Mn 3+ , 3d 3 для Mn 4+ и 2p 6 для O 2- . Здесь e g и t 2g - обозначения теории кристаллического поля для октаэдрического расщепления d-орбиталей.

Если O передает свой электрон со спином вверх Mn 4+ , его свободная орбиталь может быть заполнена электроном из Mn 3+ . В конце процесса электрон перемещается между соседними ионами металла, сохраняя свой спин. Двойной обмен предсказывает, что это движение электронов от одного вида к другому будет легче облегчаться, если электронам не придется менять направление спина , чтобы соответствовать правилам Хунда, когда они находятся на принимающем образце. Способность прыгать (делокализовать) снижает кинетическую энергию. Следовательно, общая экономия энергии может привести к ферромагнитному выравниванию соседних ионов.

Эта модель внешне похожа на суперобмен . Однако при суперобмене ферромагнитное или антиферромагнитное выравнивание происходит между двумя атомами с одинаковой валентностью (числом электронов); в то время как при двойном обмене взаимодействие происходит только тогда, когда у одного атома есть дополнительный электрон по сравнению с другим. [1] [3]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Кларенс Зинер (1951). «Взаимодействие d-оболочек в переходных металлах. II. Ферромагнитные соединения марганца со структурой перовскита». Физический обзор . 82 (3): 403. Полномочный код : 1951PhRv ... 82..403Z . DOI : 10.1103 / PhysRev.82.403 .
  2. ^ Ажар, Мария; Мостовой, Максим (2017). «Несоизмеримый спиральный порядок из двойного обмена». Письма с физическим обзором . 118 (2): 027203. arXiv : 1611.03689 . Bibcode : 2017PhRvL.118b7203A . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.118.027203 . PMID 28128593 . S2CID 13478577 .  
  3. Перейти ↑ Pierre-Gilles de Gennes (1960). «Эффекты двойного обмена в магнитных кристаллах». Физический обзор . 118 (1): 141. Bibcode : 1960PhRv..118..141D . DOI : 10.1103 / PhysRev.118.141 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Механизмы обмена в Э. Паварини, Э. Кох, Ф. Андерс и М. Джаррелл: Коррелированные электроны: от моделей к материалам, Юлих 2012, ISBN 978-3-89336-796-2 


  • v
  • т
  • е