WikiDer > RKKY-Kupplung

Das RKKY Kupplung ist eine Wechselwirkung zwischen lokalisierten magnetischen Momenten in einem Metall. Es kann um die magnetischen Momente der Atomkerne gehen, oder um die Spinne von Elektronen im Innerstend-schälen oder fSchale der Atome. Die Wechselwirkung erfolgt durch Polarisieren der Leitungselektronen. Je nach Abstand zwischen den Atomen kann die Wechselwirkung ferromagnetisch oder antiferromagnetisch zur Ordnung führen. RKKY steht für: 'Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida'.

Die RKKY-Interaktion wurde ursprünglich von M.A. Ruderman und Charles Kittel von der Universität von Kalifornien, Berkeley um die ungewöhnliche Weite zu erkunden Kernspinresonanz Erklären Sie, was in natürlichem Metallmetall beobachtet wurde Silber-. Die Theorie verwendet zweite Ordnung Aufschlüsselungskonto eine indirekte Austauschkopplung zu beschreiben, bei der der Spin eines Atomkerns mit a . wechselwirkt Leitungselektron über die Hyperfeinstruktur. Dieses Leitungselektron wechselwirkt dann mit einem anderen Kernspin und bewirkt so eine Korrelationsenergie zwischen den beiden Kernspins.

Die Theorie basiert auf Blochwellen, und gilt daher nur für kristallin Systeme. Die abgeleitete Austauschwechselwirkung hat die Form

${displaystyle H(mathbf {R} _{ij})={frac {mathbf {I} _{i}cdot mathbf {I} _{j}}{4}}{frac {left|Delta k_{m}k_ {m}ight|^{2}m^{*}}{(2pi )^{3}R_{ij}^{4}hbar ^{2}}}links[2k_{m}R_{ij}cos( 2k_{m}R_{ij})-sünde(2k_{m}R_{ij})ight]}$

Das sagt huh für das molekulare Hamiltonian, ${displaystyle R_{ij}}$ ist der Abstand zwischen den Kernen ich und ja, ${displaystyle mathbf {I} _{i}}$ ist der Kernspin des Atoms ich, ${Displaystil Delta k_{m}k_{m}}$ ist ein Begriff, der die Stärke der Hyperfeinwechselwirkung darstellt, ${displaystyle m^{*}}$ ist der effektive Masse des Elektrons im Kristall und ${displaystyle k_{m}}$ ist der Wellenvektor der Leitungselektronen. In kristallinen Materialien liegen die Wellenvektoren der Leitungselektronen nahe bei Fermi-Oberfläche.

Taduya Kasuya von der Universität von Nagoya schlägt später vor, dass eine ähnliche indirekte Austauschkopplung auf den Spin lokalisierter d-Elektronen in der inneren Schale angewendet werden kann, die über Leitungselektronen kommunizieren. Diese Theorie wurde von Kei Yosida von der Universität von Kalifornien, Berkeley zu einem Hamilton-Operator, der die Wechselwirkungen (d-Elektronenspin)-(d-Elektronenspin), (Kernspin)-(Kernspin) sowie (d-Elektronenspin)-(Kernspin) beschreibt. Van Vleck klärte einige Feinheiten der Theorie.

Die vielleicht wichtigste der RKKY-Theorie liegt in der Theorie der GMR-Effekt. GMR (Giant Magnetoresistance) wurde entdeckt, als festgestellt wurde, dass die Kopplung zwischen dünnen Schichten magnetischer Materialien, die durch eine nichtmagnetische Schicht getrennt sind, je nach Abstand zwischen den Schichten zwischen ferromagnetischer und antiferromagnetischer Kopplung oszilliert. Diese ferromagnetische/antiferromagnetische Schwingung wurde von der RKKY-Theorie vorhergesagt.

Verweise

1. M. A. Ruderman und C. Kittel, Physische Überprüfung, voll. 96, s. 99 (1954).
2. T.Kasuya, Fortschritt der theoretischen Physik, voll. 16, s. 45 (1956).
3. K. Yosida, Physische Überprüfung, voll. 106, s. 893 (1957).
4. J. H. Van Vleck, Bewertungen zu moderner Physik, voll. 34, s. 681-686 (1962).