Manganiții sunt substanțe pe bază de mangan , reprezentanți ai clasei de oxizi ai metalelor de tranziție. De cel mai mare interes sunt compușii de tipul , unde A este un element divalent (Ca, Ba, Sr, …). Concentrația x a elementului A poate varia într-un interval larg , în timp ce proprietățile fizice ale manganiților se modifică dramatic. Sistemul trece printr-un lanț de tranziții de fază cu diverse tipuri de ordonare: magnetică, structurală, electronică.
Manganiții sunt studiati de mai bine de 50 de ani și prezintă un mare interes datorită descoperirii relativ recente (1994) a magnetoresistenței colosale [1] . Acest efect poate servi drept bază pentru aplicații tehnice, se observă în intervalul de concentrații x, unde există o fază metalică feromagnetică , și constă în faptul că rezistența electrică scade atunci când se aplică un câmp magnetic . Mărimea efectului în câmpuri de ordinul a 1 T poate ajunge la zeci de procente. Efectul maxim are loc în vecinătatea temperaturii Curie .
De exemplu, un compus este un dielectric antiferomagnetic cu o structură magnetică de tip A; când lantanul este înlocuit cu calciu, sistemul devine un metal feromagnetic , iar când lantanul este înlocuit, acesta devine din nou un dielectric antiferomagnetic cu o structură magnetică de tip G. în stare finală și tip C în intervalul de concentrație intermediar [2] . Pe măsură ce temperatura crește, faza feromagnetică se schimbă în paramagnetică cu o scădere bruscă a conductibilității. Comportarea la temperatură a rezistenței electrice depinde puternic de concentrația elementului dopat (de gradul de dopaj al compusului inițial cu un element divalent). Apariția unei stări metalice la trecerea prin punctul Curie și o magnetorerezistență puternică, fenomene strâns legate între ele, sunt o proprietate tipică a manganiților.
Apariția unei faze feromagnetice metalice în manganiți a fost explicată încă din 1951 de Zener pe baza ipotezei unui schimb intra-atomic puternic între un spin localizat și un electron delocalizat . Datorită acestei cuplari, spinul electronului este aliniat paralel cu spinul ionului. Și electronul este astfel capabil să se deplaseze de la un loc la altul al rețelei, scăzând energia totală a sistemului. În acest caz, starea feromagnetică apare nu din cauza interacțiunii de schimb de ioni, ci din cauza efectului cinetic. Acest mecanism se numește schimb dublu:
Mn → O → Mn (tranziție de electron dublu printr-un ion intermediar de oxigen).
Datorită acestui efect, manganiții pot fi incluse în așa-numita clasă a sistemelor electronice puternic corelate.
Utilizarea manganiților ca substanțe cu magnetorezistă colosală poate fi într-o nouă ramură în curs de dezvoltare a electronicii- spintronice .