ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Зависимость удельного сопротивления чистого металла от температуры из "Температура " При рассмотрении зависимости удельного сопротивления от температуры удобно выделить три температурных диапазона, пользуясь характеристической температурой 0н, связанной с дебаевской температурой 0в. Первый диапазон, 7 0д, высокотемпературный, в нем практически все фононы имеют максимальную возможную частоту сот и энергию й(От = й0н. Второй диапазон включает 0д и простирается до умеренно низких температур. В этом диапазоне энергия фонона может достигать значения й0д. И наконец, низкотемпературный диапазон, 7 0д. [c.193] Для большинства простых металлов при Т йд действительно наблюдается близкая к линейной зависимость удельного сопротивления от температуры, однако отклонения от нее не удается полностью описать, даже если учитываются известные ан-гармоничные эффекты, тепловое расширение и особенности фононного спектра. Изменение удельного сопротивления при высоких температурах будет рассматриваться ниже при обсуждении эффектов, наблюдаемых в переходных металлах. [c.193] ПРИРОДУ колебаний атомов решетки. Можно считать, что При данной низкой температуре возоуждаются только те моды, для которых кйз кТ, и что число мод, возбуждаемых на данной частоте, пропорционально Из этого следует, что Факторами, которые дают вклад в температурную зависимость удельного сопротивления при низких температурах, являются число фононов, на которых может происходить рассеяние, вероятность рассеяния и угол рассеяния. Совместное действие этих факторов приводит к тому, что удельное сопротивление оказывается пропорциональным Р, однако рассуждения, приводящие к этому выводу, слишком сложны, чтобы излагать их здесь [1, 3]. [c.194] Для практической термометрии интерес представляют переходные металлы, имеющие частично заполненные -уровни, а также з-уровни (символы з и соответствуют значениям орбитального квантового числа О и 2 см. [6]). Поскольку -электроны более локализованы, чем з-электроны, проводимость обусловлена главным образом последними. Однако вероятность рассеяния 3-электронов в -зону велика, поскольку плотность -состояний вблизи уровня Ферми высока (рис. 5.5), поэтому удельное сопротивление переходных металлов выще, чем у непереходных. Наличие -зоны влияет также на характер температурной зависимости. При высоких температурах величина кТ может быть уже не пренебрежимо мала по сравнению с расстоянием от уровня Ферми до верхней или нижней границы -зоны. Предположение, что поверхность Ферми четко разделяет занятые и незанятые состояния, перестает быть верным, и для параболической -зоны в формулу удельного сопротивления вводится поправочный коэффициент (1—5Р), где В — постоянная. Однако плотность состояний в -зоне вовсе не является гладкой функцией энергии (рис. 5.5), поэтому эффект будет осложнен изменением плотности состояний в пределах кТ от уровня Ферми. Отклонение температурной зависимости от линейной может быть как положительным, так и отрицательным. [c.194] Этот вопрос будет обсуждаться далее в п. 5.4.4. [c.195] При низких температурах в переходных металлах проявляется эффект элек-трон-электронного рассеяния, приводящий к появлению квадратичного члена в зависимости удельного сопротивления от температуры. Этот тип электронного рассеяния на большой угол (см. [3], с. 250) может возникать в случае, когда поверхность Ферми несферическая или имеются вклады более чем из одной энергетической зоны. Для большинства переходных металлов этот квадратичный член становится определяющим ниже 10 К. Для ферромагнитных металлов возникает еще одна причина появления еще одного квадратичного члена, обусловленного рассеянием электронов проводимости на магнитных спиновых волнах. Кроме того, для всех ферромагнитных металлов наблюдаются аномалии зависимости удельного сопротивления от температуры вблизи точки Кюри. [c.195] Положение минимума слабо зависит от концентрации магнитных ионов, а его глубина примерно пропорциональна концентрации. [c.196] Особый интерес для термометрии представляет аномальное поведение разбавленных твердых растворов железа в родии, которое будет обсуждаться в разд. 5.6. [c.196] Вместо минимума здесь наблюдается монотонное уменьшение удельного сопротивления (см. рис. 5.30). В этом сплаве основной компонент, родий, имеет -зону, поэтому -состояния примеси (железа) не могут считаться локализованными. Однако флуктуации плотности спина усиливаются вблизи примесных атомов и магнитные свойства сплавов сходны со свойствами сплавов Кондо. Примесный вклад в удельное сопротивление аналогичен вкладу от эффекта Кондо, а положительный температурный коэффициент является главным образом следствием сходства между атомами железа и родия и, в частности, между их -зонами [11]. [c.196] Вернуться к основной статье