颗粒磁体中基于库仑与跳跃的交换相互作用的竞争

我们研究嵌入绝缘基质中的两个铁磁颗粒之间的电子间库仑相互作用所引起的交换耦合。对交换相互作用的这一贡献补充了由于颗粒间虚拟电子跳跃所引起的贡献。我们表明，基于库仑和基于跳跃的交换相互作用是可比的。然而，对于大多数系统参数，这些贡献符号相反并相互竞争。与基于跳跃的交换相互作用不同，基于库仑的交换与绝缘基质的介电常数 $\varepsilon$ 成反比。总的颗粒间交换相互作用对绝缘基质的介电常数有复杂的依赖关系。增加 $\varepsilon$ 可以观察到铁磁-反铁磁（FM-AFM）和 AFM-FM 转变。对于某些参数，不可能发生转变，但即使在这种情况下，交换相互作用也有很大变化，随基质介电常数的增加其值变化达三倍。