RKKI-vaihtovuorovaikutus

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 3.10.2020 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .

RKKY-vaihtovuorovaikutus ( Ruderman - Kittel - Kasuya - Yosida ) on magneetti - ionien välinen epäsuora vaihtovuorovaikutus , joka tapahtuu kiertävien johtumiselektronien kautta .

Tämä vaihtovuorovaikutus tapahtuu metalleissa ja puolijohteissa , joissa kollektivisoidut elektronit toimivat välittäjinä ionien vaihtovuorovaikutuksessa paikallisten vastakkaisiin suuntautuneiden spinien kanssa, jotka ovat osittain täytetty d- ja f-kuorilla. Johtoelektronit ovat vuorovaikutuksessa kidehilan i :nnen solmun tehokkaan magneettikentän kanssa ja saavat tietyn spinpolarisaation. Kulkiessaan seuraavan hilakohdan läpi elektronin ja paikan magneettisten momenttien rentoutuminen aiheuttaa keskinäisiä muutoksia sekä spin-polarisaatiossa että hilapaikan spinissä.

Sitä voidaan kuvata käyttämällä ajatusta, että johtavuuselektronit liikkuvat tehokkaassa kentässä, jonka yhden kohdan lokalisoitu magneettinen momentti synnyttää.

Vuorovaikutusenergia spinien S välillä magneettisen alihilan i- ja j -solmuissa kirjoitetaan seuraavasti

E_{{ij))={\frac {J^{2}}{\mu _{0}(g\mu _{B})^{2}}}{\mathbf S}_{i}{\ mathbf S}_{j}\chi _{{ij}}

missä J on vaihtovakio, g on Landen kerroin , on Bohrin magnetoni , on magneettivakio ja on yleinen magneettinen susceptibiliteetti . Vapaille elektroneille jälkimmäinen voidaan esittää muodossa $\mu _{B}$ $\mu_{0}$ $\chi _{{ij}}$

\chi _{{ij}}={\frac {(x\cos x-\sin x)}{x^{4}}}

edellyttäen että . Tässä on aaltovektori Fermin tasolla ja on etäisyys. Siksi vuorovaikutusenergialla on vuorotellen värähtelevä luonne vuorovaikutuksessa olevien ionien välisen etäisyyden funktiona. Vuorovaikutusenergian etumerkkivaihtelu johtaa siihen, että ionien välisestä etäisyydestä riippuen materiaalilla on ferromagneettisia ominaisuuksia, jos energia minimoidaan spinien yhteissuunnalla, tai päinvastoin antiferromagneettista . Tätä käytetään spinventtiileissä, jotka perustuvat jättimäiseen ja tunnelimagneettiseen resistanssiin . $x=2{\mathbf k}_{F}{\mathbf R}_{{ij}}\gg 1$ $k_{F}$ $R_{ij}$

Kirjallisuus

Stöhr, J. ja Siegmann, HC Magnetism: From Fundamentals to Nanoscale Dynamics. - Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006. - S. 290-293. - 821 p. — ISBN 978-3540302827 .
de Lacheisserie E., Gignoux D., Schlenker M. Magnetism: Fundamentals. - Springer, 2005. - Voi. 1. - s. 315-317. - 507 s. - (magnetismi). — ISBN 9780387229676 .