RKKYinteractie

RKKY-interactie, genoemd naar Ruderman, Kittel, Kasuya en Yosida, is een indirecte wisselwerking tussen lokaal magnetische momenten in metalen die wordt veroorzaakt door de spin van geleidings-elektronen. De interactie ontstaat doordat een lokaal moment via een s-d- en s-f-uitwisseling met de spinsamenstelling van de geleidingselektronen koppelt; de door het moment geïnduceerde spinpolarisatie van de geleidings-elektronen beïnvloedt op afstand een tweede lokaal moment.

In de formalisering leidt dit tot een effectieve spin-spin interactie H_RKKY = Sum_{i≠j} J(R_ij) S_i · S_j, waarbij J(R) het afstandsafhankelijke coupling-vermogen is. De belangrijkste ingrediënten zijn de statische spinresponsie χ(q) van de geleidings-elektronen, die een oscillerende component heeft bij q = 2kF. Hierdoor is J(R) zowel oscillerend als afnemend met afstand.

In drie dimensies valt J(R) asymptotisch als J(R) ∝ cos(2kF R)/R^3; in twee dimensies als ∝ cos(2kF R)/R^2; en in één dimensie als ∝ cos(2kF R)/R. De sign van J(R) verandert met R, wat kan leiden tot afwisselende ferromagnetische en antiferromagnetische koppeling afhankelijk van de afstand tussen de magnetische momenten en de kenmerken van het Fermi-oppervlak.

RKKY-interactie speelt een belangrijke rol in verschillende systemen, zoals gediluteerde magnetische legeringen, magnetische multilagen en magnetische halfgeleiders, waar de magnetische orde en spinconfiguraties sterk afhankelijk zijn van de afstand tussen momenten en van de elektronenische densiteit van toestanden.

---