Электрон-электронное рассеяние переходные металлы

А. Ф. Иоффе [5] в свое время отметил, что наибольшую роль фононная теплопроводность должна играть в легких и прочных металлах, таких, как бериллий. Однако проведенные расчеты позволили выявить и другую группу металлов, в которых доля тепла, передаваемого фононами, сравнима с теплом, переносимым электронами. Ими оказались переходные металлы. Этот факт можно объяснить тем, что недостроенные внутренние электронные оболочки этих металлов обеспечивают большую прочность межатомных сил связи и тем самым уменьшают рассеяние фононов на фо-нонах. Для хорошо проводящих металлов, как и следовало ожидать, доля фононной теплопроводности от общей получилась в пределах нескольких процентов, и, следовательно, ее вклад в общую теплопроводность незначителен. Однако роль величины фононной теплопроводности оказывается более сложной и не ограничивается тем, что она прибавляется к электронной теплопроводности. [c.377]

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]

Третья составляющая часть удельного сопротивления рм, связанная с рассеянием электронов проводимости атомами с некомпенсированными электронами, характерна для редкоземельных и некоторых переходных металлов. Эта составляющая удельного сопротивления рм увеличивается при изменении температуры вплоть до точки Кюри, а затем остается постоянной. [c.36]

Для случая электронов, принадлежащих одной и той же зоне, электрон-электронное рассеяние приводит к появлению сопротивления, когда оно осуществляется с помощью и-процессов. В простых металлах идеальное электрическое сопротивление, выводимое из экспериментальных данных, при низких температурах довольно точно описывается законом Р, и нет необходимости учитывать и-процессы. В переходных [c.223]

Зависимость Блоха—Грюнайзена хорошо соблюдается для простых металлов. Для переходных металлов (особенно ферромагнитных) при низких температурах показатель степени при Т может уменьшиться до 2. Это связано с тем, что, кроме рассеяния электронов на кристаллической решетке, существенный вклад вносят другие механизмы рассеяния (электрон-электронное рассеяние, переход з-злектронов на -уровни, влияние обменного взаимодействия). При Т> 1,50 во в силу линейности температурной зависимости электросопротивления температурный коэффициент сопротивления (Ор) имеет постоянный порядок величины и равен град-, при- [c.294]

Здесь п есть концентрация электронов проводимости и с — скорость света. Этот результат не зависит от времени релаксации т в случае кристаллического материала из элементарных соображений вытекает, что он не должен зависеть ни от каких параметров, связанных с шириной зон, типа эффективной массы . Однако этот вывод опирается на использование теоремы о групповой скорости (10.129) и не обязательно остается справедливым в случае, например, жидкого переходного металла, когда может сильно отличаться от плотности состояний для свободных электронов [73]. Вызывает сожаление тот факт, что до сих пор не установлено, к какому изменению формулы (10.130) приведет учет эффектов сильного рассеяния, например, с помощью метода линей- [c.511]

Рассмотренные выше механизмы рассеяния приводят к заключению, что при понижении температуры сопротивление падает или (при низких температурах) остается постоянным. Однако на опыте неоднократно наблюдалось, что сопротивление очень чистых золота, серебра, меди при понижении температуры иногда проходит через минимум и затем растет с понижением температуры. Это явление, остававшееся загадочным очень долго, было объяснено Кондо (1964) [10] и получило его имя. Причиной его является присутствие в металле примесных атомов с незаполненными внутренними оболочками, обладающих отличным от нуля спином. Такими магнитными примесями могут быть Мп, Fe, Сг, Со, Се, Y и другие переходные или редкоземельные металлы. Энергия взаимодействия электрона с такими атомами, помимо обычного члена 2 (г—/ () содержит член, зависящий от спинов электрона (о) и [c.65]

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]

Т. металлов очень мала, сравнительно больше Т, в полуметаллах и их сплавах, а также в нек-рых переходных металлах и их сплавах (напр., в сплавах Pd—Ag Т. достигает 86 мкВ/К). Т. в этих случаях велика из-за того, что ср. энергия электронов в потоке сильно отличается от энергии Ферми. Иногда быстрые электроны обладают меньшим коэф. диффузии, чем медленные, и Т. меняет знак. Величина и знак Т. зависят также от формы ферми-повчрх-ности, разл. участки к-рой могут давать в Т. вклады противоположного знака. Знак Т. металлов иногда меняется на противоположный при низких темп-рах. В полупроводниках -типа на холодном контакте скапливаются дырки, а на горячем остаётся нескомпенеир. отрицат. заряд (если аномальный механизм рассеяния носителей заряда или эффект увлечения не приводит к перемене знака Т.). В термоэлементе, состоящем из полупроводников р- и п-типов, Т. складываются. В полупроводнике со смешанной проводимостью к холодному контакту диффундируют и электроны и дырки и их заряды взаимно компенсируются. Если концентрации и подвижности электронов и дырок равны, то Т. равна нулю. [c.98]

Известно, что электросопротивление металлических твердых тел определяется в основном рассеянием электронов на фононах, дефектах структуры и примесях. Значительное повышение удельного электросопротивления р с уменьшением размера зерна отмечено для многих металлоподобных наноматериалов (Си, Рс1, Ре, N1, N1—Р, Ре —Си—81 —В, К1А1, нитридов и боридов переходных металлов и др.). На рис. 3.14 показаны температурные зависимости электросопротивления наноструктурных образцов никеля, полученных импульсным электроосаждением (/, = 22 - 3 10 нм толщина образца 30—150 мкм). Электросопротивление увеличивается с уменьшением размера зерна, очевидно, в связи с отмеченными ранее дефектами структуры, но изменение фононного спектра и возможное влияние примесей также следует принимать во внимание. В принципе, практически для всех металлоподобных наноматериалов характерно большое остаточное электросопротивление при 7 = — ЮКи малое значение температурного коэффициента электросопротивления (ТКЭ). [c.65]

Характерным признаком электронной структуры аморфных сплавов типа металл — металл является расщепление rf-зоны, степень которого возрастает с увеличением числа rf-электронов. Результаты исследования аморфного сплава ueoZr o методом УФС указывают на то, что электронные состояния в нем и, следовательно, структура ближнего порядка близки к таковой в интерметаллиде Сиз2гз. Важные результаты получены при изучении комптоновского рассеяния. Так, оказалось, что представления о переходе части валентных электронов металлоида в 3d-30Hy атомов переходных металлов не оправдываются для сплавов системы Fe—В (В>15 /о). [c.19]

Интересным является вопрос о том, действительно ли в аморфных сплавах реализуется условие Нагеля—Тауца или нет. Ферми-евское волновое число можно непосредственно измерить в экспериментах по комптоновскому рассеянию и аннигиляции позитронов. Кроме того, если можно воспользоваться моделью свободных электронов, то кр можно рассчитать из величины концентрации валентных электронов на атом е/а) и атомного объема. К сожалению, аморфные сплавы, как правило, содержат большое число компонентов, наиболее важные из которых—переходные металлы, имеющие г -зону. Для них разделение внутренних и внешних валентных электронов неоднозначно, поэтому затруднено и определение kw по результатам комптоновского рассеяния и аннигиляции позитронов. Интересно, что поскольку у-переходных и благородных металлов число валентных электронов Z=e/a меньше 2, то сплавлением их с поливалентными элементами, у которых Z—e/a больше 2, можно в конечном счете получить среднее число валентных электронов 2=2. В настоящее время почти не проводят непосредственные измерения kw в аморфных сплавах, содержащих переходные [c.204]

Проведенное обсуждение относилось в основном к переходным металлам в более сложных случаях полученные нами выводы не всегда справедливы. Мы полагаем, что за проводимость в основном ответственны а-электроны, однако их рассеяние на /-электронах может обусловливать заметное сопротивление. В сечении рассеяния тогда появляется член, пропорцио нальный Т , что приводит к вкладу, пропорциональному в р , и вкладу, пропорциональному Т в Так как при понижении температуры эти вклады уменьшаются медленнее, чем рр и для чистых переходных металлов, их удается выделить при низких температурах. Однако фононные сопротивления увеличиваются из-за возможности рассеяния электронов проводимости в дополнительные состояния (в /-зоне), поэтому сопротивление, обусловленное электрон-элек-тронным рассеянием, дает меньший вклад в полное сопротивление, чем это может показаться на первый взгляд. [c.206]

В этой необычной фазе могут находиться борид эрбия-родия и сульфид гольмия-молибдена (ЕгКЬ4В4 и НоМобБб) члены двух семейств тройных сверхпроводящих соединений, в состав которых входит редкоземельный элемент. Редкоземельный элемент образует внутри кристалла упорядоченную решетку магнитных ионов, а переходный металл придает ему сверхпроводящие свойства. Сочетание магнитных и сверхпроводящих свойств привлекло большое внимание к этому классу соединений с момента их открытия в начале 70 г5 годов. Хотя можно было бы ожидать, что рассеяние электронов проводимости с переворачиванием спина на магнитных моментах приведет к разрушению упорядочения в куперовских парах, сверхпроводимость сохраняется, предположительно из-за малости взаимодействия локализованных 4/-электронов в атомах редкоземельных элементов с электронами проводимости [c.251]

Электрон-электронное рассеяние. В переходных металлах процессы межэлектрониого взаимодействия могут заметно влиять на характер температурной зависимости удельного сопротивления. В рамках двухзонной модели, рассматривая взаимодействие s и -электрона с их последующим рассеянием одного в s-зопу, другого в -зону, Бабер [28] показал, что добавочное сопротивление должно быть пропорционально квадрату температуры и может проявляться в криогенной области. При этом предполагалось, что изоэиергетиче-ские поверхности суть сферы, а законы дисперсии электронов обеих ЗОИ — квадратичны. [c.31]

Таким образом, при описании результатов измерений удельного сопротивления чистых металлов в области температур, где электрон-фононное рассеяние стремится к нулю по занояу пропорционально i по-видимому, следует учитывать квадратичный член, обусловленный электрон-электронным взаимодейств1 ем. В обзоре [31] показано, что у чистых переходных металлов при температуре жидкого гелия электрон-электронное сопротивление может на порядок превосходить электрон-фоиоиное. Например, у вольфрама рее/рер=90, молибдена— 60, ру гения и платины— laO и т. д. [c.32]

Подчеркнем, что принцинпа.т1ьное отличие ОПВ-формфакторов переходных металлов от формфакторов простых металлов возникает из-за того, что атомные d-орбитали не являются собственными функциями кристаллического гамильтониана. Поэтому ( -электроны нельзя рассматривать ни как связанные электроны, никак свободные. Выделение ( -электронов в особую группу (на языке теории рассеяния — это квазисвязанные электроны) приводит к резонансной зависимости формфактора от энергии (см. (4..34), (4.45)). [c.161]

Эти внутренние пороки концепции псевдопотенциала выходят за рамки допустимого при рассмотрении материалов, в которых состояния электронов проводимости нельзя отделить от других электронных состояний атома или иона. В случае переходных металлов, например, атомные с -уровни не полностью заполнены и поставляют электроны в зоны, расположенные вблизи уровня Ферми. Состояния, отвечающие таким уровням, нельзя рассматривать как остовные, т. е. подлежащие исключению из псевдовол-новой функции -зоны путем вычитания соответствующих проекций. Напротив, такие состояния следует явно включать в рассмотрение. Другими словами, оператор псевдопотенциала становится столь существенно зависящим от энергии и орбитального квантового числа, что уже не может удовлетворить основным требованиям сходимости рядов теории возмущений приближения ПСЭ в задаче о рассеянии и др. [c.465]

Оптические свойства П. Соотношения между амплитудой, фазой и поляризацией падающей, отражённой и преломлённой на П. световых волн определяются Френеля формулами. У П. образуются связанные состояния фотонов с поверхностными оптич. фононами, пла.э-монами и др. дипольно-активными квазичастицами, наз. поверхностными поляритонами. Анализ их характеристик лежит в основе одного из перспективных оптич. методов исследования П. Интенсивность комбинационного рассеяния света на молекулах, адсорбированных на металлах, в ряде случаев значительно выше (в 10 —10 раз), чем на тех же молекулах в объёмной фазе (гигантское комбинационное рассеяние). Это обусловлено усилением эл.-магн. поля геом. неоднородностями П., а также эфф. передачей энергии от поверхностных электронных возбуждений колебательным модам адсорбиров. молекул. При пересечении П. эаряш. частицами наблюдается эл.-магн. переходное излучение. [c.654]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...