Antisymmetric exchange
পদার্থবিজ্ঞানে, অ্যান্টিসিমেট্রিক এক্সচেঞ্জ, যা ডিজিয়ালোশিনস্কি-মরিয়া ইন্টারঅ্যাকশন (ডিএমআই) নামেও পরিচিত, দুটি প্রতিবেশী চৌম্বকীয় ঘূর্ণনের মধ্যে মোট চৌম্বকীয় বিনিময় মিথস্ক্রিয়ায় একটি অবদান। পরিমাণগতভাবে, এটি হ্যামিল্টনিয়ান ভাষায় একটি শব্দ যা হিসাবে লেখা যেতে পারে। চৌম্বকীয়ভাবে সাজানো সিস্টেমে, এটি অন্যথায় সমান্তরাল বা সমান্তরালভাবে সংযুক্ত চৌম্বকীয় মুহুর্তগুলির একটি ঘূর্ণন ক্যান্টিংয়ের পক্ষে এবং এইভাবে, একটি অ্যান্টিফেরোম্যাগনেটে দুর্বল ফেরোম্যাগনেটিক আচরণের একটি উৎস। এই মিথস্ক্রিয়া চৌম্বকীয় স্কাইরমিয়ন উৎপাদনের জন্য মৌলিক এবং মাল্টিফেরোইক নামক একটি শ্রেণীর উপকরণের চৌম্বকীয় বৈদ্যুতিক প্রভাব ব্যাখ্যা করে। বিংশ শতাব্দীর গোড়ার দিকে সাধারণত অ্যান্টিফেরোম্যাগনেটিক-ফিও স্ফটিকগুলিতে দুর্বল ফেরোম্যাগনেটিজমের বিতর্কিত পর্যবেক্ষণ থেকে অ্যান্টিসিমেট্রিক এক্সচেঞ্জের আবিষ্কারের উদ্ভব হয়েছিল। 1958 সালে, ইগর ডিজিয়ালোসিনস্কি প্রমাণ দিয়েছিলেন যে লেভ ল্যান্ডাউয়ের দ্বিতীয় ধরনের পর্যায় পরিবর্তনের তত্ত্বের উপর ভিত্তি করে আপেক্ষিক ঘূর্ণন জাল এবং চৌম্বকীয় দ্বিমেরু মিথস্ক্রিয়ার কারণে এই মিথস্ক্রিয়া হয়েছিল। 1960 সালে, তোরু মোরিয়া স্পিন-অরবিট কাপলিংকে প্রতিসম বিনিময় মিথস্ক্রিয়ার মাইক্রোস্কোপিক প্রক্রিয়া হিসাবে চিহ্নিত করেছিলেন। মোরিয়া এই ঘটনাটিকে বিশেষভাবে "অ্যানিসোট্রপিক সুপারএক্সচেঞ্জ মিথস্ক্রিয়ার প্রতিসাম্য অংশ" হিসাবে উল্লেখ করেছেন। এই ঘটনার সরলীকৃত নামকরণ 1962 সালে ঘটেছিল, যখন বেল টেলিফোন ল্যাবরেটরিজের ডি. ট্রেভস এবং এস. আলেকজান্ডার কেবল মিথস্ক্রিয়াকে প্রতিসম বিনিময় হিসাবে উল্লেখ করেছিলেন। এই ক্ষেত্রে তাদের মৌলিক অবদানের কারণে, প্রতিসম বিনিময়কে কখনও কখনও ডিজিয়ালোশিনস্কি-মোরিয়া মিথস্ক্রিয়া হিসাবে উল্লেখ করা হয়। ডি. এম. আই-এর কার্যকরী রূপটি অ্যান্ডারসনের সুপারএক্সচেঞ্জ ফর্মালিজমে আয়নগুলির মধ্যে স্পিন-অরবিট কাপলিং মিথস্ক্রিয়ার দ্বিতীয়-ক্রমের বিশৃঙ্খল বিশ্লেষণের মাধ্যমে পাওয়া যেতে পারে। লক্ষ্য করুন যে ব্যবহৃত স্বরলিপিটি আয়নটির উপর কৌণিক ভরবেগ অপারেটরের একটি ত্রিমাত্রিক ভেক্টর বোঝায় এবং এটি একই রূপের একটি ত্রিমাত্রিক ঘূর্ণন অপারেটরঃ যেখানে বিনিময় অবিচ্ছেদ্য, যেখানে আয়নটির স্থল কক্ষীয় তরঙ্গ ক্রিয়া ইত্যাদি রয়েছে। যদি স্থল অবস্থা অ-অবনমিত হয়, তবে এর ম্যাট্রিক্স উপাদানগুলি সম্পূর্ণরূপে কাল্পনিক, এবং আমরা স্ফটিক প্রতিসাম্যের প্রভাব হিসাবে লিখতে পারি একটি প্রকৃত স্ফটিকের মধ্যে, প্রতিবেশী আয়নগুলির প্রতিসাম্য ভেক্টরের মাত্রা এবং দিক নির্ধারণ করে। অবস্থানে আয়ন 1 এবং 2-এর সংযোগের বিষয়টি বিবেচনা করে এবং দ্বিখণ্ডিত বিন্দু সহ নিম্নলিখিত নিয়মগুলি পাওয়া যেতে পারেঃ যখন একটি বিপরীতমুখী কেন্দ্র অবস্থিত থাকে, যখন একটি আয়না সমতল লম্বভাবে অতিক্রম করে, যখন একটি আয়না সমতল থাকে যার মধ্যে থাকে এবং, যখন একটি দ্বিগুণ ঘূর্ণন অক্ষ লম্বভাবে অতিক্রম করে, যখন একটি-ভাঁজ অক্ষ () বরাবর থাকে, তখন ভেক্টরের অভিযোজন প্রতিসাম্য দ্বারা সীমাবদ্ধ হয়, যেমনটি ইতিমধ্যে মোরিয়ার মূল প্রকাশনায় আলোচনা করা হয়েছে। দুটি প্রতিবেশী আয়নগুলির মধ্যে চৌম্বকীয় মিথস্ক্রিয়া সুপারএক্সচেঞ্জ প্রক্রিয়া (চিত্র দেখুন) দ্বারা একক তৃতীয় আয়ন (লিগ্যান্ড) এর মাধ্যমে স্থানান্তরিত হয় এই বিষয়টি বিবেচনা করে, এর অভিযোজন সহজ সম্পর্ক দ্বারা প্রাপ্ত হয়। এর থেকে বোঝা যায় যে, এটি জড়িত তিনটি আয়ন দ্বারা বিস্তৃত ত্রিভুজের লম্বভাবে অবস্থিত। যদি তিনটি আয়ন সারিতে থাকে। পরিমাপ ডিজিয়ালোশিনস্কি-মরিয়া মিথস্ক্রিয়াটি সাধারণত দুর্বল প্রভাব এবং বাল্ক উপকরণগুলিতে অন্যান্য চৌম্বকীয় প্রভাবের সাথে সাদৃশ্যের কারণে সরাসরি পরীক্ষামূলকভাবে পরিমাপ করা কঠিন প্রমাণিত হয়েছে। ডিএমআই ভেক্টরের পরিমাণ নির্ধারণের প্রচেষ্টায় এক্স-রে বিচ্ছুরণ হস্তক্ষেপ, ব্রিলউইন বিচ্ছুরণ, ইলেক্ট্রন ঘূর্ণন অনুরণন এবং নিউট্রন বিচ্ছুরণ ব্যবহার করা হয়েছে। এই কৌশলগুলির মধ্যে অনেকগুলি শুধুমাত্র মিথস্ক্রিয়ার দিক বা শক্তি পরিমাপ করে এবং ঘূর্ণন মিথস্ক্রিয়ার প্রতিসাম্য বা সংযোগের উপর অনুমান করে। অপটিক্যাল ডিটেকশন (ওডি-ইএসআর)-এর সঙ্গে ব্রডব্যান্ড ইলেক্ট্রন স্পিন অনুরণনের সাম্প্রতিক অগ্রগতি কোনও অনুমান ছাড়াই এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের শক্তির একটি বড় বর্ণালী জুড়ে বিরল-পৃথিবী আয়ন উপকরণগুলির জন্য ডিএমআই ভেক্টরের বৈশিষ্ট্যকরণের অনুমতি দেয়। বস্তুগত উদাহরণ ডানদিকের চিত্রটি একটি সমন্বিত ভারী ধাতু-অক্সাইড জটিল প্রদর্শন করে যা ধাতব আয়নটির উপর নির্ভর করে ফেরোম্যাগনেটিক বা অ্যান্টিফেরোম্যাগনেটিক আচরণ প্রদর্শন করতে পারে। প্রদর্শিত কাঠামোটি করুনডাম স্ফটিক কাঠামো হিসাবে উল্লেখ করা হয়, যা অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডের প্রাথমিক রূপের নামে নামকরণ করা হয়েছে, যা আরসি ত্রিকোণাকার স্থান গোষ্ঠী প্রদর্শন করে। এই কাঠামোতে-ফিও এবং-সিআরও-এর মতো একই একক কোষ রয়েছে যা ডি63ডি স্পেস গ্রুপ প্রতিসাম্য ধারণ করে। প্রদর্শিত উপরের অর্ধ একক কোষটি রম্বোহেড্রনের স্থান তির্যক বরাবর চারটি এম3 + আয়ন দেখায়। ফিও কাঠামোতে, প্রথম এবং শেষ ধাতব আয়নটির ঘূর্ণন ধনাত্মক এবং কেন্দ্রের দুটি ঋণাত্মক হয়। - সিআরও কাঠামোতে, প্রথম এবং তৃতীয় ধাতব আয়নটির ঘূর্ণন ধনাত্মক এবং দ্বিতীয় এবং চতুর্থটি ঋণাত্মক হয়। উভয় যৌগই ঠান্ডা তাপমাত্রায় (<250K) অ্যান্টিফেরোম্যাগনেটিক, তবে এই তাপমাত্রার উপরে-ফিও একটি কাঠামোগত পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায় যেখানে এর মোট ঘূর্ণন ভেক্টর স্ফটিক অক্ষ বরাবর নয় বরং বেসাল (111) সমতল বরাবর সামান্য কোণে নির্দেশ করে। এটিই লোহা-ধারণকারী যৌগটিকে 250K এর উপরে একটি তাৎক্ষণিক ফেরোম্যাগনেটিক মুহূর্ত প্রদর্শন করতে পরিচালিত করে, যেখানে ক্রোমিয়াম-ধারণকারী যৌগটি কোনও পরিবর্তন দেখায় না। এইভাবে আয়ন ঘূর্ণনের বন্টন, মোট ঘূর্ণন ভেক্টরের ভুল বিন্যাস এবং একক কোষের ফলস্বরূপ প্রতিসাম্য যা এই স্ফটিক কাঠামোগুলিতে দেখা প্রতিসাম্য বিনিময় ঘটনার জন্ম দেয়। প্রয়োগ চৌম্বকীয় স্কাইরমিয়ন একটি চৌম্বকীয় স্কাইরমিয়ন একটি চৌম্বকীয় গঠন যা চৌম্বকীয়করণ ক্ষেত্রে ঘটে। এগুলি সর্পিল বা হেজহোগ বিন্যাসে বিদ্যমান যা ডিজিয়ালোশিনস্কি-মোরিয়া মিথস্ক্রিয়া দ্বারা স্থিতিশীল হয়। স্কাইারমিয়নগুলি টপোলজিকাল প্রকৃতির, যা তাদের ভবিষ্যতের স্পিনট্রনিক ডিভাইসগুলির জন্য প্রতিশ্রুতিবদ্ধ প্রার্থী করে তোলে। মাল্টিফেরোইকস অ্যান্টিসিমেট্রিক এক্সচেঞ্জ সম্প্রতি আবিষ্কৃত মাল্টিফেরোইকস শ্রেণীতে চুম্বকত্ব প্ররোচিত বৈদ্যুতিক মেরুকরণ বোঝার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। এখানে, লিগ্যান্ড আয়নগুলির ছোট স্থানান্তর চৌম্বকীয় ক্রম দ্বারা প্ররোচিত হতে পারে, কারণ সিস্টেমগুলি জাল শক্তির ব্যয়ে চৌম্বকীয় মিথস্ক্রিয়া শক্তি বাড়ানোর প্রবণতা দেখায়। এই প্রক্রিয়াকে "ইনভার্স ডিজিয়ালোশিনস্কি-মরিয়া এফেক্ট" বলা হয়। নির্দিষ্ট কিছু চৌম্বকীয় কাঠামোতে, সমস্ত লিগ্যান্ড আয়ন একই দিকে স্থানান্তরিত হয়, যা একটি নেট বৈদ্যুতিক মেরুকরণের দিকে পরিচালিত করে। তাদের চৌম্বকীয় বৈদ্যুতিক সংযোগের কারণে, মাল্টিফেরোইক উপকরণগুলি প্রয়োগের ক্ষেত্রে আগ্রহের বিষয় যেখানে প্রয়োগকৃত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের মাধ্যমে চুম্বকত্ব নিয়ন্ত্রণ করার প্রয়োজন রয়েছে। এই ধরনের প্রয়োগের মধ্যে রয়েছে টানেল ম্যাগনেটোরিসিস্ট্যান্স (টি. এম. আর) সেন্সর, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের টিউনেবল ফাংশন সহ স্পিন ভালভ, উচ্চ-সংবেদনশীলতা বিকল্প চৌম্বক ক্ষেত্র সেন্সর এবং বৈদ্যুতিকভাবে টিউনেবল মাইক্রোওয়েভ ডিভাইস। 3ডি ইলেকট্রনের চুম্বকায়ন সম্ভাবনার কারণে বেশিরভাগ মাল্টিফেরোইক পদার্থগুলি রূপান্তরিত ধাতব অক্সাইড। অনেকগুলি পেরোভস্কাইট হিসাবেও শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে এবং একটি ল্যান্থানাইড আয়ন সহ ফে3 + আয়ন ধারণ করে। নীচে সাধারণ মাল্টিফেরোইক যৌগগুলির একটি সংক্ষিপ্ত তালিকা দেওয়া হল। আরও উদাহরণ এবং প্রয়োগের জন্য মাল্টিফেরোইকস দেখুন। আরও দেখুন বিনিময় মিথস্ক্রিয়া স্পিন-অরবিট কাপলিং সুপারএক্সচেঞ্জ ল্যান্ডাউ তত্ত্ব স্কাইরমিয়ন্স মাল্টিফেরোইক রেফারেন্স চৌম্বকীয় বিনিময় মিথস্ক্রিয়া স্পিনট্রনিক্স