text: 雙交換作用屬於交換作用的一種，由克拉倫斯·齊納首先提出。這種磁矩間的相互作用存在於具有多重陽離子價態的體系中。雙交換作用理論透過分析不同的自旋排列模式下，電子在離子間躍遷的難度，來預測材料是會體現鐵磁性、反鐵磁性還是旋磁性。以含錳氧化物體系 La1-xAxMnO3 為例，其中的 Mn-O-Mn 鏈上，錳離子的 eg 軌道與氧離子的 p 軌道之間彼此存在直接的相互作用。若兩個錳離子價態分別是 +3 與 +4 ，則依據洪特規則，錳離子上的基態電子排布如下圖所示：若氧離子中的一個自旋向上的電子轉移至 Mn4+ 上，則其空出來的 p 軌道就能夠從左側的 Mn3+ 處接受一個電子。這兩個步驟產生的總效果是 Mn3+ 上的一個電子轉移到了右側的 Mn4+ 上。雙交換作用模型闡明，若這個過程中該電子的自旋不發生反轉，則電子遷移的難度更低，因為它滿足洪特規則對於新加入的電子自旋的要求。這種攜帶著自身自旋進行遷移的電子因為遷移難度低，離域程度高，因此具有更低的動能。故此，雙交換作用最終導致鐵磁性的陽離子磁矩耦合。乍看起來，該模型和超交換作用有相似之處，都是由陰離子介導的陽離子間的磁矩相互耦合作用。但兩者從機理上講是不同的：超交換作用中，參與過程的兩個陽離子具有同樣的化合價，且軌道內的電子態是定域的；雙交換作用的模型中，其中一個陽離子必須比另一個陽離子多一個電子，該電子是以離域電子的形式參與到交換作用中來的。
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metadata: 雙交換作用
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