El mecanismo de doble intercambio es un tipo de intercambio magnético que puede surgir entre iones en diferentes estados de oxidación . Propuesta por primera vez por Clarence Zener , [1] esta teoría predice la relativa facilidad con la que un electrón puede intercambiarse entre dos especies y tiene importantes implicaciones sobre si los materiales son ferromagnéticos , antiferromagnéticos o exhiben magnetismo en espiral. [2] Por ejemplo, considere la interacción de 180 grados de Mn - O -Mn en la que el Mn "e g"Los orbitales interactúan directamente con los orbitales O" 2p ", y uno de los iones Mn tiene más electrones que el otro. En el estado fundamental , los electrones de cada ion Mn están alineados de acuerdo con la regla de Hund :
Si O cede su electrón de spin-up a Mn 4+ , su orbital vacante puede llenarse con un electrón de Mn 3+ . Al final del proceso, un electrón se ha movido entre los iones metálicos vecinos, reteniendo su espín. El doble intercambio predice que este movimiento de electrones de una especie a otra se facilitará más fácilmente si los electrones no tienen que cambiar la dirección de giro para ajustarse a las reglas de Hund cuando se encuentran en la especie receptora. La capacidad de saltar (deslocalizar) reduce la energía cinética. Por tanto, el ahorro de energía global puede conducir a la alineación ferromagnética de los iones vecinos.
Este modelo es superficialmente similar al supercambio . Sin embargo, en el superecambio, se produce un alineamiento ferromagnético o antiferromagnético entre dos átomos con la misma valencia (número de electrones); mientras que en el doble intercambio, la interacción ocurre solo cuando un átomo tiene un electrón extra en comparación con el otro. [1] [3]
Referencias
- ↑ a b Clarence Zener (1951). "Interacción entre las cáscaras d en los metales de transición. II. Compuestos ferromagnéticos de manganeso con estructura de perovskita". Revisión física . 82 (3): 403. Bibcode : 1951PhRv ... 82..403Z . doi : 10.1103 / PhysRev.82.403 .
- ^ Azhar, Maria; Mostovoy, Maxim (2017). "Orden espiral inconmensurable de interacciones de doble intercambio". Cartas de revisión física . 118 (2): 027203. arXiv : 1611.03689 . Código bibliográfico : 2017PhRvL.118b7203A . doi : 10.1103 / PhysRevLett.118.027203 . PMID 28128593 . S2CID 13478577 .
- ^ Pierre-Gilles de Gennes (1960). "Efectos del doble intercambio en cristales magnéticos". Revisión física . 118 (1): 141. Bibcode : 1960PhRv..118..141D . doi : 10.1103 / PhysRev.118.141 .
enlaces externos
- Mecanismos de intercambio en E. Pavarini, E. Koch, F. Anders y M. Jarrell: electrones correlacionados: de modelos a materiales, Jülich 2012, ISBN 978-3-89336-796-2