Techniklexikon

Heisenberg-Austausch

Heisenberg-Wechselwirkung, Beitrag der Wechselwirkungsenergie zwischen Atomen, der abhängig ist von der relativen Orientierung der Elektronenspins, die bei den Atomen lokalisiert sind. Dieser spinabhängige Energieanteil wird durch den Heisenbergschen Hamilton-Operator ausgedrückt. Die physikalische Grundlage liefert das Heisenberg-Modell. In einem Verband von Atomen mit offenen Elektronenschalen, wodurch die Atome ein magnetisches Moment erhalten, bewirkt die Coulomb-Wechselwirkung zwischen sich überlappenden Elektronenwolken zusammen mit dem Pauli-Prinzip, dass die Gesamtenergie von der relativen Einstellung der Elektronenspins verschiedener Atome abhängt. Dadurch sind die Spins gekoppelt, wobei die Stärke mit dem Überlappungsgrad der Elektronen zusammenhängt und durch das Austauschintegral quantitativ erfasst wird. Der isotrope Heisenberg-Austausch kann bei starker magnetischer Anisotropie in den Ising-Austausch übergehen.