चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर: Difference between revisions
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'''चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर''', प्रकार के सामग्रियाँ हैं जिनका अनुमान बांध सिद्धांत के अनुसार परम्परागत [[बैंड सिद्धांत]] के अनुसरण करता है, किन्तु जो वास्तविकत: चार्ज-ट्रांसफर प्रक्रिया के कारण इंसुलेटर्स होते हैं। [[मॉट इंसुलेटर]] के विपरीत, जहां इंसुलेटिंग गुण इकाई कोशिकाओं के मध्य इलेक्ट्रॉनों के घूमने से उत्पन्न होते हैं, चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर में इलेक्ट्रॉन इकाई कक्ष के अंदर एटम्स के मध्य चलते हैं। मॉट-हबर्ड स्थितियों में, इलेक्ट्रॉनों के लिए दो आसन्न धातु साइटों (ऑन-साइट कूलम्ब इंटरैक्शन U) के मध्य स्थानांतरित करना आसान है; यहां हमारे पास [[कूलम्ब ऊर्जा]] ''U'' के अनुरूप उत्तेजना है | |||
<math>d^nd^n \rightarrow d^{n-1}d^{n+1}, \quad \Delta E = U = U_{dd}</math>. | <math>d^nd^n \rightarrow d^{n-1}d^{n+1}, \quad \Delta E = U = U_{dd}</math>. | ||
चार्ज-ट्रांसफर | चार्ज-ट्रांसफर स्थितियों में, उत्तेजना आयन (उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन) p स्तर से धातु d स्तर तक चार्ज-ट्रांसफर ऊर्जा Δ के साथ होती है: | ||
<math>d^np^6 \rightarrow d^{n+1}p^{5}, \quad \Delta E = \Delta_{CT}</math>. | <math>d^np^6 \rightarrow d^{n+1}p^{5}, \quad \Delta E = \Delta_{CT}</math>. | ||
U का निर्धारण धनायन संयोजकता इलेक्ट्रॉनों के मध्य प्रतिकारक/विनिमय प्रभावों द्वारा किया जाता है। Δ को धनायन और ऋणायन के मध्य रसायन विज्ञान द्वारा समर्थित किया जाता है। महत्वपूर्ण अंतर ऑक्सीजन p [[इलेक्ट्रॉन छिद्र]] का निर्माण होता है, जो 'सामान्य' <chem>O^2-</chem> से आयनिक <chem>O-</chem> स्थिति में परिवर्तिति का प्रतिनिधित्व करता है।<ref name=":0">{{Cite book|last=Khomskii|first=Daniel I.|url=https://www.cambridge.org/core/books/transition-metal-compounds/037907D3274F602D84CFECA02A493395|title=संक्रमण धातु यौगिक|date=2014|publisher=Cambridge University Press|isbn=978-1-107-02017-7|location=Cambridge|doi=10.1017/cbo9781139096782}}</ref> इस स्थितियों में लिगेंड छेद को अधिकांशतः <math display="inline">\underline{L}</math> रूप में दर्शाया जाता है। | |||
मोट-हबर्ड और चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर्स के मध्य भिन्नता को ज़ानेन-सवात्ज़की-एलन (ज़ेडएसए) योजना का उपयोग करके किया जा सकता है।<ref>{{Cite journal|last1=Zaanen|first1=J.|last2=Sawatzky|first2=G. A.|last3=Allen|first3=J. W.|date=1985-07-22|title=बैंड अंतराल और संक्रमण-धातु यौगिकों की इलेक्ट्रॉनिक संरचना|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.55.418|journal=Physical Review Letters|volume=55|issue=4|pages=418–421|doi=10.1103/PhysRevLett.55.418|pmid=10032345 |hdl=1887/5216|hdl-access=free}}</ref> | |||
== एक्सचेंज इंटरैक्शन == | == एक्सचेंज इंटरैक्शन == | ||
मॉट इंसुलेटर के अनुरूप हमें चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर में [[सुपरएक्सचेंज]] पर भी विचार करना | मॉट इंसुलेटर के अनुरूप, हमें चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर में [[सुपरएक्सचेंज]] पर भी विचार करना होता है। योगदान मॉट स्थितियों के समान होता है: [[संक्रमण धातु]] स्थल से दूसरे तक इलेक्ट्रॉन का उछलना और फिर उसी तरह वापस आना। इस प्रक्रिया को इस प्रकार लिखा जा सकता है | ||
<math>d^n_ip^6d^n_j \rightarrow d^n_ip^5d^{n+1}_j \rightarrow d^{n-1}_ip^6d^{n+1}_j \rightarrow d^n_ip^5d^{n+1}_j \rightarrow d^n_ip^6d^n_j</math>. | <math>d^n_ip^6d^n_j \rightarrow d^n_ip^5d^{n+1}_j \rightarrow d^{n-1}_ip^6d^{n+1}_j \rightarrow d^n_ip^5d^{n+1}_j \rightarrow d^n_ip^6d^n_j</math>. | ||
इसके परिणामस्वरूप विनिमय स्थिरांक के साथ [[ प्रतिलौहचुंबकत्व ]] विनिमय (नॉनडीजेनरेट | इसके परिणामस्वरूप विनिमय स्थिरांक के साथ [[ प्रतिलौहचुंबकत्व |प्रतिलौहचुंबकत्व]] विनिमय (नॉनडीजेनरेट ''d'' स्तरों के लिए) होगा | ||
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चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर स्थितियों में | |||
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यह प्रक्रिया भी अन्तर-आधिक्युत आदान-प्रदान <math>J_{pd}</math> उत्पन्न करेगी : | |||
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कुल | इन दो संभावनाओं के मध्य का अंतर मध्यवर्ती अवस्था है, जिसमें पहले विनिमय के लिए लिगैंड छेद होता है (<math>p^6\rightarrow p^5</math>) और दूसरे के लिए दो (<math>p^6\rightarrow p^4</math>)। | ||
कुल आदान-प्रदान ऊर्जा दोनों योगदानों के योग का परिणाम होती है: | |||
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<math>U_{dd}\text{ and } \left(\Delta_{CT}+\tfrac{1}{2}U_{pp}\right)</math> के अनुपात पर निर्भर करता है, इस प्रक्रिया पर किसी शब्द का प्रभुत्व है और इस प्रकार परिणामी स्थिति या तो मॉट-हबर्ड या चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटिंग है।<ref name=":0" /> | |||
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Latest revision as of 09:10, 22 August 2023
चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर, प्रकार के सामग्रियाँ हैं जिनका अनुमान बांध सिद्धांत के अनुसार परम्परागत बैंड सिद्धांत के अनुसरण करता है, किन्तु जो वास्तविकत: चार्ज-ट्रांसफर प्रक्रिया के कारण इंसुलेटर्स होते हैं। मॉट इंसुलेटर के विपरीत, जहां इंसुलेटिंग गुण इकाई कोशिकाओं के मध्य इलेक्ट्रॉनों के घूमने से उत्पन्न होते हैं, चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर में इलेक्ट्रॉन इकाई कक्ष के अंदर एटम्स के मध्य चलते हैं। मॉट-हबर्ड स्थितियों में, इलेक्ट्रॉनों के लिए दो आसन्न धातु साइटों (ऑन-साइट कूलम्ब इंटरैक्शन U) के मध्य स्थानांतरित करना आसान है; यहां हमारे पास कूलम्ब ऊर्जा U के अनुरूप उत्तेजना है
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चार्ज-ट्रांसफर स्थितियों में, उत्तेजना आयन (उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन) p स्तर से धातु d स्तर तक चार्ज-ट्रांसफर ऊर्जा Δ के साथ होती है:
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U का निर्धारण धनायन संयोजकता इलेक्ट्रॉनों के मध्य प्रतिकारक/विनिमय प्रभावों द्वारा किया जाता है। Δ को धनायन और ऋणायन के मध्य रसायन विज्ञान द्वारा समर्थित किया जाता है। महत्वपूर्ण अंतर ऑक्सीजन p इलेक्ट्रॉन छिद्र का निर्माण होता है, जो 'सामान्य' से आयनिक स्थिति में परिवर्तिति का प्रतिनिधित्व करता है।[1] इस स्थितियों में लिगेंड छेद को अधिकांशतः रूप में दर्शाया जाता है।
मोट-हबर्ड और चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर्स के मध्य भिन्नता को ज़ानेन-सवात्ज़की-एलन (ज़ेडएसए) योजना का उपयोग करके किया जा सकता है।[2]
एक्सचेंज इंटरैक्शन
मॉट इंसुलेटर के अनुरूप, हमें चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर में सुपरएक्सचेंज पर भी विचार करना होता है। योगदान मॉट स्थितियों के समान होता है: संक्रमण धातु स्थल से दूसरे तक इलेक्ट्रॉन का उछलना और फिर उसी तरह वापस आना। इस प्रक्रिया को इस प्रकार लिखा जा सकता है
.
इसके परिणामस्वरूप विनिमय स्थिरांक के साथ प्रतिलौहचुंबकत्व विनिमय (नॉनडीजेनरेट d स्तरों के लिए) होगा
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चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर स्थितियों में
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यह प्रक्रिया भी अन्तर-आधिक्युत आदान-प्रदान उत्पन्न करेगी :
इन दो संभावनाओं के मध्य का अंतर मध्यवर्ती अवस्था है, जिसमें पहले विनिमय के लिए लिगैंड छेद होता है () और दूसरे के लिए दो ()।
कुल आदान-प्रदान ऊर्जा दोनों योगदानों के योग का परिणाम होती है:
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के अनुपात पर निर्भर करता है, इस प्रक्रिया पर किसी शब्द का प्रभुत्व है और इस प्रकार परिणामी स्थिति या तो मॉट-हबर्ड या चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटिंग है।[1]
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 Khomskii, Daniel I. (2014). संक्रमण धातु यौगिक. Cambridge: Cambridge University Press. doi:10.1017/cbo9781139096782. ISBN 978-1-107-02017-7.
- ↑ Zaanen, J.; Sawatzky, G. A.; Allen, J. W. (1985-07-22). "बैंड अंतराल और संक्रमण-धातु यौगिकों की इलेक्ट्रॉनिक संरचना". Physical Review Letters. 55 (4): 418–421. doi:10.1103/PhysRevLett.55.418. hdl:1887/5216. PMID 10032345.
