Русская Википедия:РККИ-обменное взаимодействие

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Другое значение РККИ-обменное взаимодействие (взаимодействие fr (Melvin A. Ruderman) — КиттеляКасуяИосиды) — косвенное обменное взаимодействие между магнитными ионами, осуществляемое через коллективизированные электроны проводимости.

Это обменное взаимодействие возникает в металлах и полупроводниках, где коллективизированные электроны выступают посредниками обменного взаимодействия ионов, обладающих локализованными противоположно направленными спинами, частично заполненных d и f оболочек. Электроны проводимости взаимодействуют с эффективным магнитным полем i-го узла кристаллической решётки и приобретают некую спиновую поляризацию. При прохождении следующего узла решётки, релаксация магнитных моментов электрона и узла вызовет обоюдные изменения как спиновой поляризации, так и спина узла решётки.

Описать его можно с помощью представления, что электроны проводимости движутся в эффективном поле, создаваемом локализованным магнитным моментом одного узла.

Энергию взаимодействия между спинами S в i-м и j-м узлах магнитной подрешётки записывают как Шаблон:EF где J — константа обмена, gфактор Ланде, <math>\mu_B</math> — магнетон Бора, <math>\mu_0</math> — магнитная постоянная, <math>\chi_{ij}</math> — обобщённая магнитная восприимчивость. Для свободных электронов последнюю можно представить как Шаблон:EF при условии, что <math>x=2\mathbf k_F\mathbf R_{ij} \gg 1</math>. Здесь <math>k_F</math> — волновой вектор на уровне Ферми, <math>R_{ij}</math> — расстояние. Поэтому энергия взаимодействия имеет знакопеременный осциллирующий характер как функция от расстояния между взаимодействующими ионами. Знакопеременность энергии взаимодействия приводит к тому, что в зависимости от расстояния между ионами материал будет проявлять ферромагнитные свойства если энергию минимизирует сонаправленность спинов, или антиферромагнитные в противоположном случае. Это применяется в спиновых клапанах на основе гигантского и туннельного магнетосопротивления.

Литература

Шаблон:Phys-stub