在反铁磁体中,具有反平行磁矩的相邻离子间的交换作 用应占优势,但从图容易看出,这种离子间的距离比之 平行自旋的离子间距要大,根据前面的讨论,交换能的 大小取决于物质的原(离)子间距离,相距远的交换力 小。怎样克服这个矛盾,解释这种离子间所具有的较大 的交换能呢?超交换理论或称间接交换理论可以提供适 当的解释。根据此理论,能够通过邻近阳离子的激发态 而完成间接交换作用。即经中间的激发态氧离子的传递 交换作用,把相距很远无法发生直接交换作用的两个金 属离子的自旋系统连接起来。在激发态下,O2-将一个 2p电子给予相邻的Mn2而成为O-,Mn2获得这个电子 变成Mn+,此时它们的电子自旋排列如图所示
在反铁磁体中，具有反平行磁矩的相邻离子间的交换作 用应占优势，但从图容易看出，这种离子间的距离比之 平行自旋的离子间距要大，根据前面的讨论，交换能的 大小取决于物质的原（离）子间距离，相距远的交换力 小。怎样克服这个矛盾，解释这种离子间所具有的较大 的交换能呢？超交换理论或称间接交换理论可以提供适 当的解释。根据此理论，能够通过邻近阳离子的激发态 而完成间接交换作用。即经中间的激发态氧离子的传递 交换作用，把相距很远无法发生直接交换作用的两个金 属离子的自旋系统连接起来。在激发态下，O2－将一个 2p电子给予相邻的Mn2+而成为O－，Mn2+获得这个电子 变成Mn+ ，此时它们的电子自旋排列如图所示
(a)基态 Mn2+(3d5) (2p Mnt(3d)6 O(2p3) Mn2+(3d5) (b)激发态 MnO晶体中离子的自旋 O的自旋与左方Mn自旋方向相同。当右方的Mn2+的自旋 方向相反时,系统有较低的能量,这是Mn2+通过O的相互 作用出现的情况。激发态的出现,是O2-提供了一个2p电子 导致的,而p电子的空间分布是∞型,故M-O一M间的夹角 为180度时,间接交换作用最强,而φ=90°时的作用最弱。超 交换理论也可以说明铁氧体所具有的亚铁磁性
MnO晶体中离子的自旋 (a)基态 （b）激发态 Mn2+ (3d 5 ) O2- (2p 6 ) Mn+ (3d)6 O- (2p 5 ) Mn2+ (3d 5 ) O－的自旋与左方Mn+自旋方向相同。当右方的Mn2+的自旋 方向相反时，系统有较低的能量，这是Mn2+通过O－的相互 作用出现的情况。激发态的出现，是O2－提供了一个2p电子 导致的，而p电子的空间分布是∞型，故M－O－M间的夹角 为180度时，间接交换作用最强，而=90时的作用最弱。超 交换理论也可以说明铁氧体所具有的亚铁磁性