Superaustausch

Superaustauch stellt eine indirekte, antiferromagnetische Spinkopplung magnetischer Momente in einem Stoff dar.

Die Kopplung erfolgt hierbei über ein vermittelndes, diamagnetisches Teilchen (z. B. Liganden). Dabei induziert der Spin eines besetzten Metallorbitals (meist ein d-Orbital) eine "Spinpolarisation" in einem vollständig besetzten, benachbarten Orbital (meist ein p-Orbital) des Liganden, in welchem gemäß dem Pauli-Verbot die Spins eine antiparallele Anordnung haben müssen. Dies führt nun zu einer antiparallelen Kopplung der Spins in einem weiteren benachbarten Metallatom und somit zu einer antiferromagnetischen (Teil-)Ordnung. Der Superaustausch ist nur bei annähernd linearer oder linearer Anordnung effektiv, da bei einer zu großen Abweichung von der Linearität es sich nicht mehr um ein, sondern um mehrere, allerdings magnetisch voneinander unabhängige vermittelnde Orbital handelt.

Beispiele

Beispiele hierfür sind Oxide, die im NaCl-Typ kristallisieren (antiferromagnetisch, s. Abb. 1) oder Spinelle (ferrimagnetisch).

Abb.1: Superaustausch am Bspl. von MnO

Der Superaustausch ist dafür verantwortlich, dass man bei der Betrachtung von Manganchalkogenen (MnO, MnS, MnSe) feststellt, dass mit zunehmender Ordnungszahl eine Erhöhung der Néel-Temperatur zu beobachten ist. Dies rührt daher, dass die p-Orbitale der schwereren Chalkogene an Größe gewinnen und so eine bessere Überlappung mit den Metallorbitalen gewährleistet ist.

Siehe auch

Austauschwechselwirkung