चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर

चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर पारंपरिक बैंड सिद्धांत के बाद कंडक्टर होने की भविष्यवाणी की गई सामग्रियों का एक वर्ग है, लेकिन जो चार्ज-ट्रांसफर प्रक्रिया के कारण वास्तव में इंसुलेटर हैं। मॉट इंसुलेटर के विपरीत, जहां इंसुलेटिंग गुण यूनिट कोशिकाओं के बीच इलेक्ट्रॉनों के घूमने से उत्पन्न होते हैं, चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर में इलेक्ट्रॉन यूनिट सेल के भीतर परमाणुओं के बीच चलते हैं। मॉट-हबर्ड मामले में, इलेक्ट्रॉनों के लिए दो आसन्न धातु साइटों (ऑन-साइट कूलम्ब इंटरैक्शन यू) के बीच स्थानांतरित करना आसान है; यहां हमारे पास कूलम्ब ऊर्जा यू के अनुरूप एक उत्तेजना है

$d^{n}d^{n}\rightarrow d^{n-1}d^{n+1},\quad \Delta E=U=U_{dd}$.

चार्ज-ट्रांसफर मामले में, उत्तेजना आयन (उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन) पी स्तर से धातु डी स्तर तक चार्ज-ट्रांसफर ऊर्जा Δ के साथ होती है:

$d^{n}p^{6}\rightarrow d^{n+1}p^{5},\quad \Delta E=\Delta _{CT}$.

यू का निर्धारण धनायन संयोजकता इलेक्ट्रॉनों के बीच प्रतिकारक/विनिमय प्रभावों द्वारा किया जाता है। Δ को धनायन और ऋणायन के बीच रसायन विज्ञान द्वारा ट्यून किया जाता है। एक महत्वपूर्ण अंतर ऑक्सीजन पी इलेक्ट्रॉन छिद्र का निर्माण है, जो 'सामान्य' से परिवर्तन के अनुरूप है। ${\ce {O^2-}}$ आयनिक को ${\ce {O-}}$ राज्य। इस मामले में लिगेंड छेद को अक्सर इस रूप में दर्शाया जाता है ${\textstyle {\underline {L}}}$.

मॉट-हबर्ड और चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर के बीच अंतर ज़ेनेन-सावत्ज़की-एलन (जेडएसए) योजना का उपयोग करके किया जा सकता है।

एक्सचेंज इंटरैक्शन

मॉट इंसुलेटर के अनुरूप हमें चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर में सुपरएक्सचेंज पर भी विचार करना होगा। एक योगदान मॉट मामले के समान है: एक संक्रमण धातु स्थल से दूसरे तक इलेक्ट्रॉन का उछलना और फिर उसी तरह वापस आना। इस प्रक्रिया को इस प्रकार लिखा जा सकता है

$d_{i}^{n}p^{6}d_{j}^{n}\rightarrow d_{i}^{n}p^{5}d_{j}^{n+1}\rightarrow d_{i}^{n-1}p^{6}d_{j}^{n+1}\rightarrow d_{i}^{n}p^{5}d_{j}^{n+1}\rightarrow d_{i}^{n}p^{6}d_{j}^{n}$.

इसके परिणामस्वरूप विनिमय स्थिरांक के साथ प्रतिलौहचुंबकत्व विनिमय (नॉनडीजेनरेट डी स्तरों के लिए) होगा $J=J_{dd}$.

$J_{dd}={\frac {2t_{dd}^{2}}{U_{dd}}}={\cfrac {2t_{pd}^{4}}{\Delta _{CT}^{2}U_{dd}}}$ चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर मामले में

$d_{i}^{n}p^{6}d_{j}^{n}\rightarrow d_{i}^{n}p^{5}d_{j}^{n+1}\rightarrow d_{i}^{n+1}p^{4}d_{j}^{n+1}\rightarrow d_{i}^{n+1}p^{5}d_{j}^{n}\rightarrow d_{i}^{n}p^{6}d_{j}^{n}$.

इस प्रक्रिया से एंटीफेरोमैग्नेटिक एक्सचेंज भी प्राप्त होता है $J_{pd}$:

$J_{pd}={\cfrac {4t_{pd}^{4}}{\Delta _{CT}^{2}\cdot \left(2\Delta _{CT}+U_{pp}\right)}}$ इन दो संभावनाओं के बीच का अंतर मध्यवर्ती अवस्था है, जिसमें पहले विनिमय के लिए एक लिगैंड छेद होता है ($p^{6}\rightarrow p^{5}$) और दूसरे के लिए दो ($p^{6}\rightarrow p^{4}$).

कुल विनिमय ऊर्जा दोनों योगदानों का योग है:

$J_{total}={\cfrac {2t_{pd}^{4}}{\Delta _{CT}^{2}}}\cdot \left({\cfrac {1}{U_{dd}}}+{\cfrac {1}{\Delta _{CT}+{\tfrac {1}{2}}U_{pp}}}\right)$.

के अनुपात पर निर्भर करता है $U_{dd}{\text{ and }}\left(\Delta _{CT}+{\tfrac {1}{2}}U_{pp}\right)$, इस प्रक्रिया पर किसी एक शब्द का प्रभुत्व है और इस प्रकार परिणामी स्थिति या तो मॉट-हबर्ड या चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटिंग है।