超交换作用,也称为克拉默斯-安德森超交换作用,是一种在
离子化合物中由非磁性
阴离子介导的、近邻
阳离子间的高强度
耦合作用。它主要是
反铁磁性的,但在特定条件下也可以导致铁磁性相互作用。
超交换作用最早由克拉默斯于1934年提出,用以解释反铁磁性自发磁化的起因。安德森在1950年对克拉默斯的模型进行了修正。
约翰·古迪纳夫和金森顺次郎在1950年代提出了一系列半
实验式,即“古迪纳夫-金森规则”,这些规则对许多材料的磁学特性提供了定性解释。
克拉默斯认为反铁磁性物体内的磁性离子之间的
交换作用是通过隔在中间的非磁性离子为媒介来实现的,故称为超交换作用。这种作用是同一个
阴离子上的两个
电子分别与两个
阳离子彼此
耦合的结果。如果两个阳离子与阴离子
共线,则导致
反铁磁性;如果两个阳离子与介导超交换作用的阴离子间呈90度夹角,则可能导致
铁磁性的相互作用。