برهم کنش RKKY

RKKY مخفف Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida است و اشاره به ماکنیزم جفت شدگی ممان های مغناطیسی هسته یا اسپین های الکترون های پوسته d یا f داخلی موضعی در یک فلز با استفاده از اندرکنش از طریق الکترون های هدایت دارد.

 

برهم کنش RKKY در اصل توسط م.ا. رودرمن و چارلز کیتل از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی به عنوان ابزاری برای توضیح خطوط تشدید اسپین هسته ای گسترده ی غیر منتظره به کار رفت که در نقره فلزی طبیعی مشاهده شده بود. این از اختلال مرتبه دوم برای توصیف یک جفت شدگی تبادل غیر مستقیم است که در آن اسپین اتمی یک اتم با یک الکترون رسانش از طریق یک تعامل فوق ظریف برهمکنش می کند، و این الکترون رسانش سپس با یک اسپین هسته دیگر برهمکنش می کند در نتیجه یک انرژی همبستگی بین دو اسپین هسته ای ایجاد می کند. (معادل آن، به جای جفت شدگی اسپین های هسته با اسپین های رسانش بوسیله تعامل فوق ظریف، سناریوی دیگر این است که اسپین های الکترون های داخلی با اسپین های رسانش بوسیله برهمکنش تبادلی با هم جفت شوند.) این نظریه مبتنی بر توابع موج بلوخ است، و بنابرین تنها به سیستم های بلوری قابل تعمیم است. برهم کنش تبادلی به دست آمده به شکل زیر است:

برهم کنش تبادلی

که H به هامیلتونی اشاره دارد، Rij فاصله بین هسته i و j است، Ii اسپین هسته اتم i است، Δkmkm جمله ای است که به شدت برهمکنش فوق ریز اشاره دارد، *m جرم مؤثر الکترون ها درون بلور است، و km بردار موج الکترون های رسانش است. در مواد بلوری، بردار موج الکترون های رسانش بسیار نزدیک به سطح فرمی است.

بعدا تادائو کاسویا از دانشگاه ناگویا پیشنهاد داد که یک جفت شدگی تبادلی غیر مستقیم مشابه را می توان به اسپین های الکترون های d داخلی موضعی که با الکترون های رسانش برهم کنش می کنند اعمال نمود. این نظریه توسط کی یوشیدا از دانشگاه کالیفرنیا،برکلی به طور کامل تری گسترش داده شد که هامیلتونی می دهد که برهم کنش های (اسپین الکترون-d)-(اسپین الکترون-d)، (اسپین هسته)-(اسپین هسته) را به خوبی برهم کنش های (اسپین الکترون-d)-(اسپین هسته) توصیف می کند. ون ولک برخی ظرافت های نظریه مخصوصا رابطه بین مشارکت های اختلال مرتبه اول و دوم را روشن نمود.

شاید یکی از مهم ترین کاربرد های نظریه RKKY مربوط به نظریه مقاومت مغناطیسی غول آسا (GMR) بود. GMR زمانی کشف شد که اتصال بینبین لایه های نازک از مواد مقناطیسی توسط یک ماده غیر مغناطیسی از هم جدا شد و کشف شد که در این حالت گذار بین فاز فرومغناطیس و آنتی فرومغناطیس با تابعی از فاصله بین صفحات نوسان می کند. این نوسان فرمغناطیسی/آنتی فرومغناطیس یک از پیش بینی های نظریه ی RKKY است.

 


بنده دانشجوی دکترای فیزیک ماده چگال از دانشگاه تربیت مدرس تهران هستم. حوزه مورد علاقه من فیزیک محاسباتی (به طور خاص نظریه تابعیت چگالی) و همچنین سیستم های توپولوژیک است.


There are no comments yet

  • سلام , مهمان
  • خروج
  • ورود

    Or use one of these social networks

This site is protected by wp-copyrightpro.com