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indirekter Austausch

Kopplung von magnetischen Momenten bzw. Spins von Atomen oder Ionen in einem Festkörper über dazwischenliegende unmagnetische Ionen (Superaustausch, Austausch), wodurch sich eine magnetische Ordnung einstellt. Indirekter Austausch tritt häufig in Ferri- bzw. Antiferromagnetika (ferromagnetische Substanzen) auf. In MnO-Kristallen sind die Mn2+ durch unmagnetische O2--Ionen getrennt, wobei sich die offene 3d-Schale von Mn2+ und die geschlossene 2p6-Schale von O2- überlappen (siehe Abb.). Der Spin eines p-Elektron des O2--Ions stellt sich gemäss der Hundschen Regel in diesem Fall parallel zum Spin des Mn2+-Ions ein. Das gleiche geschieht mit dem zurückbleibenden p-Elektron, das den entgegengesetzten Spin hat, und dem anderen Mn2+-Ion. Dadurch sind die Mn-Ionen indirekt gekoppelt mit entgegengerichteten Spins. Neben der antiferromagnetischen Ordnung wie in MnO und den meisten ähnlichen Verbindungen mit 3d-Ionen kann der indirekte Austausch auch zur ferromagnetischen Ordnung führen. Der indirekte Austausch lässt sich wie die direkte Austauschwechselwirkung durch den Heisenbergschen Hamilton-Operator beschreiben. Eine indirekte Kopplung der Momente kann auch in Metallen über die RKKY-Wechselwirkung auftreten.

indirekter Austausch

indirekter Austausch: mit antiferromagnetischer Ordnung zwischen zwei 3d-Ionen über ein O2--Ion.

 

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