Einfluß der Umgebung II: Kooperative magnetische Effekte

Die magnetisch relevanten Wechselwirkungen zwischen Zentren mit ungepaar-ten Elektronen können von zweierlei Art sein: (1) magnetische Dipol-Dipol-Wechselwirkung (MDD), hervorgerufen durch das auf einen Dipol wirkende Magnetfeld eines anderen [53], (2) Austauschwechselwirkung1) zwischen Elektronen verschiedener Zentren, von elektrostatischer Natur wie die Wechselwirkung zwischen Elektronen des gleichen Atoms (und dort für die LS-Kopplung verantwortlich). Meistens überwiegt die Austauschwechselwirkung. Bei elementarem Nickel als Beispiel weist der Curie-Punkt T _c = 627 K (s. Tab. 2.5) auf die Temperatur hin, bei der die Austauschwechselwirkung zwischen den Nickelatomen (Abstand ≈ 250 pm) von der Größenordnung der thermischen Energie k _B T ist. Die rein magnetische MDD-Wechselwirkung zweier atomarer Dipole wäre T < 1K äquivalent. Die Austauschwechselwirkung nimmt jedoch bei Vergrößerung des Abstands der magnetischen Zentren stärker ab als die MDD-Wechselwirkung, jedoch kann für erstere kein einfaches Gesetz angegeben werden. Bei paramagnetischen Salzen der 3d-Elemente ist die Austauschwechselwirkung i. a. bis zu einem Abstand der Zentren von ≈ 600 pm stärker als die MDD-Wechselwirkung. Unter dieser Bedingung sind jedoch beide so klein, daß sie sich erst bei T < 1K im magnetischen Verhalten bemerkbar machen [30]. Wir werden uns ausschließlich mit den Austauschwechselwirkungen befassen.