चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर

चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर पारंपरिक बैंड सिद्धांत के बाद कंडक्टर होने की भविष्यवाणी की गई सामग्रियों का वर्ग है, लेकिन जो चार्ज-ट्रांसफर प्रक्रिया के कारण वास्तव में इंसुलेटर हैं। मॉट इंसुलेटर के विपरीत, जहां इंसुलेटिंग गुण यूनिट कोशिकाओं के बीच इलेक्ट्रॉनों के घूमने से उत्पन्न होते हैं, चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर में इलेक्ट्रॉन यूनिट सेल के भीतर परमाणुओं के बीच चलते हैं। मॉट-हबर्ड मामले में, इलेक्ट्रॉनों के लिए दो आसन्न धातु साइटों (ऑन-साइट कूलम्ब इंटरैक्शन यू) के बीच स्थानांतरित करना आसान है; यहां हमारे पास कूलम्ब ऊर्जा यू के अनुरूप उत्तेजना है

$$d^nd^n \rightarrow d^{n-1}d^{n+1}, \quad \Delta E = U = U_{dd}$$.

चार्ज-ट्रांसफर मामले में, उत्तेजना आयन (उदाहरण के लिए, ऑक्सीजन) पी स्तर से धातु डी स्तर तक चार्ज-ट्रांसफर ऊर्जा Δ के साथ होती है:

$$d^np^6 \rightarrow d^{n+1}p^{5}, \quad \Delta E = \Delta_{CT}$$.

यू का निर्धारण धनायन संयोजकता इलेक्ट्रॉनों के बीच प्रतिकारक/विनिमय प्रभावों द्वारा किया जाता है। Δ को धनायन और ऋणायन के बीच रसायन विज्ञान द्वारा ट्यून किया जाता है। महत्वपूर्ण अंतर ऑक्सीजन पी इलेक्ट्रॉन छिद्र का निर्माण है, जो 'सामान्य' से परिवर्तन के अनुरूप है। आयनिक को  राज्य। इस मामले में लिगेंड छेद को अक्सर इस रूप में दर्शाया जाता है $\underline{L}$.

मॉट-हबर्ड और चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर के बीच अंतर ज़ेनेन-सावत्ज़की-एलन (जेडएसए) योजना का उपयोग करके किया जा सकता है।

एक्सचेंज इंटरैक्शन
मॉट इंसुलेटर के अनुरूप हमें चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर में सुपरएक्सचेंज पर भी विचार करना होगा। योगदान मॉट मामले के समान है: संक्रमण धातु स्थल से दूसरे तक इलेक्ट्रॉन का उछलना और फिर उसी तरह वापस आना। इस प्रक्रिया को इस प्रकार लिखा जा सकता है

$$d^n_ip^6d^n_j \rightarrow d^n_ip^5d^{n+1}_j \rightarrow d^{n-1}_ip^6d^{n+1}_j \rightarrow d^n_ip^5d^{n+1}_j \rightarrow d^n_ip^6d^n_j$$.

इसके परिणामस्वरूप विनिमय स्थिरांक के साथ प्रतिलौहचुंबकत्व विनिमय (नॉनडीजेनरेट डी स्तरों के लिए) होगा $$J = J_{dd}$$.

$$J_{dd} = \frac{2t^2_{dd}}{U_{dd}} = \cfrac{2t^4_{pd}}{\Delta_{CT}^2U_{dd}}$$ चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटर मामले में

$$d^n_i p^6d^n_j \rightarrow d^n_i p^5d^{n+1}_j \rightarrow d^{n+1}_i p^4d^{n+1}_j \rightarrow d^{n+1}_i p^5d^n_j \rightarrow d^n_i p^6d^n_j$$.

इस प्रक्रिया से एंटीफेरोमैग्नेटिक एक्सचेंज भी प्राप्त होता है $$J_{pd}$$:

$$J_{pd} = \cfrac{4t^4_{pd}}{\Delta^2_{CT}\cdot\left(2\Delta_{CT}+U_{pp}\right)}$$ इन दो संभावनाओं के बीच का अंतर मध्यवर्ती अवस्था है, जिसमें पहले विनिमय के लिए लिगैंड छेद होता है ($$p^6\rightarrow p^5$$) और दूसरे के लिए दो ($$p^6\rightarrow p^4$$).

कुल विनिमय ऊर्जा दोनों योगदानों का योग है:

$$J_{total} = \cfrac{2t^4_{pd}}{\Delta^2_{CT}} \cdot \left(\cfrac{1}{U_{dd}} + \cfrac{1}{\Delta_{CT} + \tfrac{1}{2}U_{pp}}\right)$$.

के अनुपात पर निर्भर करता है $$U_{dd}\text{ and } \left(\Delta_{CT}+\tfrac{1}{2}U_{pp}\right)$$, इस प्रक्रिया पर किसी शब्द का प्रभुत्व है और इस प्रकार परिणामी स्थिति या तो मॉट-हबर्ड या चार्ज-ट्रांसफर इंसुलेटिंग है।