Сверхобменное взаимодействие
Cтраница 2
Во-вторых, если оба электрона одновременно переходят к ионам Ni, то спины оставшихся на атоме кислорода неспаренных электронов pj и р - становятся параллельными, так как орбитали ортогональны друг другу ( внутриионное взаимодействие) - В таком случае заполненные - орбитали не принимают никакого участия в сверхобменном взаимодействии. [16]
Между катионами Fe существует отрицательное обменное взаимодействие, приводящее к возникновению антиферромагнетизма. Наиболее сильно сверхобменное взаимодействие проявляется в случае, когда катионы Fe находятся в различных местах кристаллической решетки, слабее, но также все-таки наблюдается сверхобменное взаимодействие между катионами Fe, расположенными в одних и тех же местах кристаллической решетки. [17]
 |
Окружение иона 02 - в структуре шпинели.| Конфигурации ионных пар, определяющих сверхобменное взаимодействие в шпинелях [ 17J. [18] |
Из рис. 1.11 и табл. 1.5, учитывая усиление взаимодействия с приближением угла к 180 и с уменьшением расстояния между катионами через ион кислорода, можно заключить, что взаимодействие по типу 8а - О2 - - 16d должно быть наиболее сильным, а по типу 8а - О2 - 8а - наименее сильным. Величина сверхобменного взаимодействия по типу 16d - О2 - - 16d занимает промежуточное положение. [19]
Немагнитные ионы Zn2, вытесняя ионы Fe3 из тетраэдриче-ских пустот в октаэдрические, тем самым уменьшают намагниченность тетраэдрической подрешетки и увеличивают намагниченность октаэдрической, что, согласно уравнению (1.6), приводит к возрастанию общей намагниченности насыщения. Однако по мере удаления ионов Fe3 из 8а - узлов в 16й - узлы сверхобменное взаимодействие по типу 8а - 02 - - 16d ослабевает, так как ионы Zn2 не имеют собственного магнитного момента и не могут участвовать в этом взаимодействии. [20]
Между катионами Fe существует отрицательное обменное взаимодействие, приводящее к возникновению антиферромагнетизма. Наиболее сильно сверхобменное взаимодействие проявляется в случае, когда катионы Fe находятся в различных местах кристаллической решетки, слабее, но также все-таки наблюдается сверхобменное взаимодействие между катионами Fe, расположенными в одних и тех же местах кристаллической решетки. [21]
Электрон переходит от иона О2 на е - орбиталь иона Ni2, так как орбитали eg полностью заняты электронами. Оставшийся у иона О2 - pa - электрон взаимодействует ферромагнитно с - электронами Сг3 ( см. рис. 12, а), так что суммарное сверхобменное взаимодействие ионов Ni2 и Сг3 является ферромагнитным. [22]
Феррит-шпинели могут образовывать непрерывные твердые растворы друг с другом. По этой причине появляется возможность путем различных сочетаний катионов получать ферриты с отличающимися магнитными свойствами, так как наличие в 8а - и 16й - узлах неодинаковых количеств разнородных катионов существенным образом влияет на сверхобменное взаимодействие, и, следовательно, на намагниченность насыщения и другие магнитные свойства. [23]
Спектры Мессбауэра метгемэритрина в условиях низкой температуры и сильного магнитного поля, а также величина его магнитной восприимчивости при низкой температуре указывают на то, что железо в этой форме гемэритрина находится в состоянии антиферромагнитного обменного взаимодействия. Малая магнитная восприимчивость при комнатной температуре и величина изомерного сдвига в спектре Мессбауэра, характерная для высокоспинового состояния железа ( III), ближе всего подходят к картине сильного ( / 30 см 1) антиферромагнитного взаимодействия между двумя атомами железа ( III), находящимися в слабом поле лигандов. Это антиферромагнитное обменное взаимодействие, по-видимому, обусловлено сверхобменным взаимодействием через мостиковый лиганд. [24]
Приведенные выше работы отличаются тщательностью эксперимента и, хотя тип дефектности не исследовался при этом, можно однозначно считать, что снижение магнитной проницаемости феррита обусловлено наличием локальных напряжений в решетке, связанных с ее дефектностью, которая вызвана внедрением катионов малых добавок. Эти напряжения, препятствуя перемещению стенок доменов, вызывают снижение магнитной проницаемости. При этом диамагнитные катионы щелочных и щелочноземельных металлов не могут участвовать в сверхобменном взаимодействии и изменять магнитные характеристики, а все остальные условия были одинаковыми. [26]
В этих соединениях магнитные ионы не будут ближайшими соседями, они разделены анионами. Поэтому прямой обмен Гайтлера - Лондона исключен, и тем не менее магнитное упорядочение существует. Это указывает, что в обменной связи существенную роль играют электроны немагнитного иона. Взаимодействие такого типа принято называть сверхобменом. Первое детальное исследование сверхобменного взаимодействия в модели Крамера [136] принадлежит Андерсону [137] ( механизм Крамера - Андерсона), который в последующем выполнил ряд фундаментальных работ в этой области. Не останавливаясь на количественной стороне расчетов [138] различных механизмов сверхобмена, обсудим [138] качественные их аспекты. [27]
Магнитные и диэлектрические свойства кристаллов BiMnOs изучены в [105] в интервале температур 4 2 - 250 К. Парамагнитная восприимчивость обнаруживает отклонение от закона Кюри-Вейсса. Диэлектрические свойства в парамагнитной области отличаются от таковых в антиферромагнитной области. Замещение ионов La на ионы Bi вызывает переход из ферромагнитного в антиферромагнитное состояние, в то время как В1МпОз является ферромагнитным. Этот результат объясняется авторами [107] в терминах сверхобменного взаимодействия анионов с локальными нарушениями кристаллической структуры. [28]
В самом общем виде в теории перколяции ( см. разд. В понятие гетерогенности иногда вкладывается не тот смысл, который имеется в виду при изучении фазовых равновесий. Так, если в обычных условиях полимер, состоящий из гибкого остова и присоединенных к нему дополнительных групп, считается однородной системой, то в теории переноса дополнительные группы можно рассматривать как одну фазу, а остов - как другую. В применении к экситонам теория перколяции рассматривает пути, по которым может осуществляться перенос энергии экситонами, Это продемонстрировано на рис. 1.6.19, на котором показана одна из возможных конфигураций бинарной квадратной решетки со случайным распределением примесей. Если энергия возбуждения может мигрировать только по решетке из черных бабочек, которые символически представляют собой примеси С10Н8 в кристалле C10D8, и разрешаются переходы только между ближайшими соседями, то по пути 2Р может происходить перенос энергии их точки Q в точку Р, а по пути Q P перенос энергии из Q в Р не допускается. Кроме того, если перенос энергии возможен между примесями, расположенными через одну молекулу [ переходы к следующей за ближайшей молекуле, п 2 в сверхобменном взаимодействии Vn, формула (1.6.5.03) ], то и путь Q P становится допустимым для переноса энергии. Таким образом, число разрешенных путей для переноса энергии зависит от концентрации примеси и определения контактности ( иногда называемой связностью), т.е. максимальной длины, на которую допускается перенос за один шаг. [29]
Страницы: 1 2