double exchange interaction
简介
双交换作用是指氧化物磁有序体中当磁性离子的价可以改变时(混价)，随异价磁性离子数比例的变化而导致磁有序类型(铁磁有序或反铁磁有序等)变化的超交换作用机制.
1950年Jonker和Van Santen通过实验发现，当x接近0和1时，混价氧化物(La1-xCax)(Mn3+1-xMn4+x)O3是反铁磁型顺磁体，而当x在0.2与0.4之间时，呈现铁磁性，且具有相当大的电导率.
铁磁性的出现显然与Mn3+和Mn4+的共存有关. 这是因为，通过(Mn3+-O2--Mn4+)⇌(Mn3+-O1--Mn3+)⇌(Mn4+-O2--Mn3+)机制来实现近邻阳离子的磁性电子或磁性空穴(即对磁性起主要贡献的电子或电子空穴)的转移， 比通过
机制来得更容易，也就是说，“共存”时的运动交换作用(它是超交换作用的主要部分)更强.再考虑到Mn3+和Mn4+均是欠半满磁性离子，从而它们之间的运动交换呈铁磁型的事实，就可解释当x偏离极限值0和1而达到一定的范围时，磁体会出现铁磁性. 此时，高电导率的现象亦可根据磁性电子(或空穴)的转移变得容易而得到说明. 以上的模型是由Zener于1951年提出的，他将这种机制的超交换称为双交换.
1960年de Gennes对上述实验做了更仔细和定量的分析. 他假定磁性离子形成这样的层结构：层内磁矩做铁磁性排列，邻层间磁矩呈反铁磁性耦合，并夹一定的角度θ;而磁性空穴在晶体内做自由运动，其动能由空穴的转移矩阵确定，且与x有关. θ的平衡值由磁体交换能与空穴动能之和的极小值确定，它当然是x的函数. de Gennes的计算结果除可大致解释实验外，还预言在x的一定范围内，存在邻层磁矩出现倾斜排列的可能性，这已被后来的中子衍射实验所证实.