Nøkkelforskjellen mellom spinn-bane-kobling og Russell-Saunders-effekten er at spin-orbit-kobling beskriver samspillet mellom en partikkels spinn med dens banebevegelse, mens Russell-Saunders-koblingseffekten beskriver koblingen av orbital vinkelmoment av flere elektroner.
Begrepet kobling i analytisk kjemi refererer hovedsakelig til interaksjonen mellom kjemiske komponenter som orbitaler og elektroner. Spin-orbit-kobling og Russel-Saunders-effekt er to slike koblingsformer. Generelt kalles Russell-Saunders-effekten LS-kobling og refererer til interaksjonen mellom vinkelmomenta til L- og S-orbitaler.
Hva er Spin-Orbit Coupling?
Spinn-bane-kobling er en type interaksjon mellom spinnet til en partikkel og dens bevegelse inne i et potensial. Det er en type relativistisk interaksjon. Et vanlig eksempel i kjemi for spinn-bane-kobling er spin-bane-interaksjonen som fører til skift i atomenerginivåene til et elektron på grunn av den elektromagnetiske interaksjonen mellom den magnetiske dipolen til et elektron og dets orbitale bevegelse, sammen med den elektrostatiske feltet til den positivt ladede atomkjernen. Vi kan oppdage spinn-bane-kobling som en splitting av spektrallinjer. Den fremstår som en Zeeman-effekt som produseres av to relativistiske effekter: det tilsynelatende magnetfeltet sett fra elektronets perspektiv og det magnetiske momentet til elektronet.
Figur 01: Spin-Orbit Coupling Potential
Fenomenet spinn-bane-kobling er viktig innen spintronikk for å lede elektronene i halvledere og andre materialer. Dessuten er spinn-bane-kobling årsaken til magnetokrystallinsk anisotropi og spin-hall-effekten. Vi kan observere spinn-bane-kobling i atomenerginivåer og i faste stoffer også.
Hva er Russell-Saunders-effekten?
Russell-Saunders-effekten er en type koblingseffekt i analytisk kjemi der alle vinkelmomentene til flere elektroner er sterkt koblet sammen, og danner den totale elektroniske orbitale vinkelmomentet til atomet. Dette fenomenet kalles vanligvis LS-kobling fordi L står for orbital vinkelmomentum og S står for spinn vinkelmomentum. Dette er et av de enkleste koblingsskjemaene i kjemi.
Figur 02: LS-kobling
Russell-Saunders-kobling kan observeres hovedsakelig i lette atomer som vanligvis har en verdi som er mindre enn 30 for atomnummeret. I disse små atomene interagerer elektronspinn(er) med hverandre, og danner et tot alt spinn vinkelmomentum (S). Den samme prosessen skjer med elektronorbitaler (l) som danner en total orbital vinkelmoment (L). Samspillet mellom disse L- og S-momentene kalles LS-kobling eller Russell-Saunders-effekt. I store magnetiske felt kan vi imidlertid observere disse to momenta-avkoblingene. Derfor er dette fenomenet egnet for systemer med små og svake eksterne magnetiske felt.
Hva er forskjellen mellom Spin-Orbit Coupling og Russell-Saunders Effect?
Begrepet kobling i analytisk kjemi refererer hovedsakelig til interaksjonen mellom kjemiske komponenter som orbitaler og elektroner. Hovedforskjellen mellom spinn-bane-kobling og Russell-Saunders-effekten er at spin-orbit-kobling beskriver samspillet mellom en partikkels spinn med dens orbitale bevegelse, mens Russell-Saunders-koblingseffekten beskriver koblingen av orbitale vinkelmomenter for flere elektroner.
Nedenfor er en oppsummering av forskjellen mellom spinn-bane-kobling og Russell-Saunders-effekten i tabellform.
Summary – Spin-orbit Coupling vs Russell-Saunders Effect
Begrepet kobling i analytisk kjemi refererer hovedsakelig til interaksjonen mellom kjemiske komponenter som orbitaler og elektroner. Nøkkelforskjellen mellom spinnbanekobling og Russell-Saunders-effekten er at spinnbanekobling beskriver samspillet mellom en partikkels spinn med dens orbitale bevegelse, mens Russell-Saunders-koblingseffekten beskriver koblingen av orbitale vinkelmomenta til flere elektroner.
