Złącze RKKY

Sprzęgło RKKY (na Ruderman - Kittel - Kasuya - Yoshida ) jest interakcja kwantowa sprzężenie pomiędzy momentów magnetycznych jądrowy lub obraca się z elektronami dla miejscowego wewnętrznej warstwy metalu poprzez elektronów przewodzenia.

Historyczny

Sprzęganie RKKY zostało pierwotnie zaproponowane przez Melvina A. Rudermana i Charlesa Kittela z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley w celu wyjaśnienia nienormalnie szerokich pasm obserwowanych w magnetycznym rezonansie jądrowym w naturalnie występującym srebrze metalicznym. Teoria ta opiera się na teorii drugiego rzędu zaburzeń opisać pośrednią wymianę przez sprzęgło, które jądrowego wirowania od An współdziała atomu elektronu przewodzenia poprzez do sprzęgania nadsubtelnym.. Ten elektron przewodzący oddziałuje następnie z innym spinem jądrowym, tworząc korelację energetyczną między dwoma spinami jądrowymi.

Teoria RKKY jest oparta na funkcjach falowych Blocha i dlatego ma zastosowanie tylko do układów krystalicznych . Wyprowadzona interakcja wymiany jest zapisana:

${\ Displaystyle H (\ mathbf {R} _ {ij}) = {\ Frac {\ mathbf {ja} _ {i} \ cdot \ mathbf {I} _ {j}} {4}} {\ Frac {\ lewo | \ Delta k_ {m} k_ {m} \ right | ^ {2} m ^ {*}} {(2 \ pi) ^ {3} R_ {ij} ^ {4} \ hbar ^ {2}} } \ left [2k_ {m} R_ {ij} \, {\ text {cos}} (2k_ {m} R_ {ij}) - {\ text {sin}} (2k_ {m} R_ {ij}) \ dobrze]}$

$H.$ Hamiltonian układu,
$R _ {{ij}}$ odległość między jądrami a , $ja$ $jot$
${\ mathbf {I}} _ {i}$ spin jądrowy atomu $ja$
$\ Delta k_ {m} k_ {m}$ termin reprezentujący sprzężenie nadsubtelne
$m ^ {*}$ masa efektywna elektronów w krysztale
$k_ {m}$ wektor falowy elektronów przewodzących. W materiałach krystalicznych wektory falowe elektronów przewodzących są bardzo blisko powierzchni Fermiego .

Taduya Kasuya , z Nagoya University później sugerują, że podobne sprzęgania pośredniej wymiany mogą być stosowane do tych obrotów na elektronów do miejscowego wewnętrznej warstwy oddziałujących przez elektronów przewodzenia. Teoria ta została uzupełniona przez Kei Yosida z University of California - Berkeley , w celu uzyskania hamiltonianu opisującego oddziaływania (spin elektronu d ) - (spin elektronu d ), (spin jądrowy) - (spin jądrowy) i (spin elektronu d ) - (spin jądrowy).

Aplikacje

Najbardziej znaczącym zastosowaniem teorii sprzężenia RKKY był gigantyczny magnetoopór (GMR). Teoria RKKY faktycznie przewidziała oscylacje między ferromagnetycznymi i przeciwferromagnetycznymi stanami wielowarstwowej warstwy utworzonej z dwóch materiałów magnetycznych oddzielonych niemagnetycznym metalem, oscylacje zależne od odległości między warstwami.

Bibliografia

MA Ruderman & C. Kittel , Physical Review 96 , 99 (1954).
T. Kasuya, Prog. Teor. Fiz. 16 , 45 (1956).
K. Yosida, Physical Review 106 , 893 (1957).