Anisotropía en el canje magnético


Anisotropía en el canje magnético

Anisotropía en el canje magnético

La anisotropía magnética es la no homogeneidad de las propiedades magnéticas (como la susceptibilidad magnética) al ser medidas en diferentes direcciones del espacio. Decimos que un sistema presenta canje magnético anisótropo cuando la consideración del canje magnético como una interacción isótropa entre momentos magnéticos isótropos no reproduce sus propiedades magnéticas observables. En algunos sistemas, con esta consideración no es posible reproducir ni el esquema de niveles de energía, determinado por técnicas espectroscópicas, ni, en consecuencia, las propiedades macroscópicas, medidas por técnicas termodinámicas.

Algunos de estos sistemas son especialmente interesantes, precisamente por su anisotropía magnética. Cierta anisotropía magnética hace que aparezca, a lo largo de una dirección privilegiada, el llamado eje fácil de imanación, a lo largo del cual es energéticamente favorable la alineación del momento magnético. Este eje facilita la existencia de la histéresis magnética, que es la base de la utilidad de los imanes como dispositivos de almacenamiento de información, por ejemplo en los discos duros de los computadoras.

Se ha de tener en cuenta que la interacción de canje, siendo una interacción de repulsión culombiana, es, por definición, isótropa. Sin embargo, los momentos magnéticos implicados no lo son necesariamente.

La causa principal de anisotropía en el momento magnético es la mezcla del momento magnético de espín con un momento magnético orbital, como describe el hamiltoniano de interacción espín-órbita:


\hat{LS} = \lambda \cdot \hat{L}_i \cdot \hat{S}_i

En consecuencia, lo lógico sería calcular la interacción isótropa de momentos magnéticos anisótropos. Se da el caso, en cambio, de que es operativamente más sencillo el tratar a los momentos magnéticos como si fueran isótropos, e introducir la anisotropía de forma "efectiva" en la interacción de canje, que proceder de forma inversa, y así se hace habitualmente. Éste es el origen del llamado "canje anisótropo".

Niveles de energía del catión Co(II)

Niveles de energía del catión Co(II), aislado, con interacción interelectrónica, en un campo octaédrico, teniendo en cuenta una pequeña perturbación, y teniendo en cuenta la interacción espín órbita.

Véase también

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