Techniklexikon

Austauschfeld

H_E, formal eingeführtes Magnetfeld zur klassischen Beschreibung der quantenmechanischen Austauschwechselwirkung, die in Materialien eine Parallel- oder Antiparallelstellung benachbarter Spins verursacht (Austausch). Das Austauschfeld bewirkt somit eine Kopplung magnetischer Momente, aus der eine magnetische Ordnung resultiert (ferromagnetische Ordnung, antiferromagnetische Ordnung, ferrimagnetische Ordnung). Das Austauschfeld ist damit ein Teil des Molekularfeldes und des effektiven Magnetfeldes, mit dem ein atomares magnetisches Moment wechselwirkt. Bei reinem Spinmagnetismus ist die Energie eines Spins S_i innerhalb eines Ensembles von Z wechselwirkenden Spins nach dem Heisenberg-Modell gegeben durch  (J: Austauschintegral). Mit dem magnetischen Moment des Spins m_i =  - gm_BS_i/h kann die Wechselwirkungsenergie formal als U_i =  - m_iH_E geschrieben werden, wodurch das Austauschfeld

definiert ist (g: g-Faktor, m_B: Bohrsches Magneton). Für die praktische Handhabung, z.B. in der Molekularfeld-Theorie, beschreibt man das Austauschfeld mit Hilfe der Austauschfeld-Konstante a.