Фазовые переходы диэлектрик—металл

Фазовые переходы диэлектрик—металл 114 [c.285]

Фермионные функции Грина. В оригинальных работах Хаббарда [102—104] было проведено широкое исследование физических свойств веш ества, описываюш егося моделью с гамильтонианом (7.1). Первоначально все вычисления проводились непосредственно в терминах электронных фермиевских операторов с использованием процедуры расцепления функций Грина или по элементарной теории возмущений по параметру t/U, Хороший обзор физических результатов этих исследований имеется в [72]. С использованием диаграммной техники для Х-операторов появляется регулярный метод теории возмущений по малому параметру t/U, учитывающему сильную межэлектронную корреляцию [29—32]. Сейчас мы рассмотрим применение диаграммной техники для Х-операторов к проблеме фазовых переходов в металле с сильной корреляцией, а именно рассмотрим фазовый переход металл — диэлектрик (по параметру U) и переход парамагнетик — ферромагнетик (по температуре). Концентрацию электронов проводимости п = Ne/N в исходной зоне будем считать заданной. [c.87]

Э. т. п.— частный случай электронных фазовых переходов — качеств, изменения электронной подсистемы металла. Электронные переходы разнообразны. К ним надо отнести переход из нормального в сверхпроводящее состояние (см. Сверхпроводимость), переход из парамагнитного в магнитоупорядоченное состояние (см. Магнитный фазовый переход), переход металл — диэлектрик и др. [c.584]

РЯ-2301 (СССР) ЯМР-спектры низкого разрешения для изучения металлов и сплавов полупроводников и диэлектриков фазовые переходы, времена релаксации, диффузионные процессы 2,4—40 0,3—1,0 100—500 ОД— 1000 [c.184]

На ее основе выводятся уравнения, позволяющие исследовать электронный фазовый переход металл — диэлектрик при половинном заполнении исходной зоны и магнитный фазовый переход при произвольной концентрации электронов. Полученные уравнения учитывают поправки к самосогласованному полю первого порядка по 1/г, где 1 — число ближайших соседей. Построенная диаграммная техника позволяет изучать различные корреляционные эффекты в металлах с узкими электронными зонами. [c.74]

Фазовый переход металл — диэлектрик. Вернемся теперь к графическому выражению (8.27) и уточним в нем эффективную линию взаимодействия, считая, что она определяется не уравнением (8.22), а более точным уравнением [c.94]

Таким образом, при С/ > С7с наша система является диэлектриком, а при и < ис — металлом. Фазовый переход по параметру V про-исхо(Дит, как видно из уравнений (8.36), при значении V порядка ширины исходной зоны. [c.95]

К. ф. включает кинетическую теорию газов из нейтр. атомов или молекул, статистич. теорию неравновесных процессов в плазме, теорию явлений переноса в тв. телах (диэлектриках, металлах и ПП), кинетику магн. процессов и теорию кинетич. явлений, связанных с прохождением быстрых ч-ц через в-во. К ней же относится теория процессов переноса в квантовых жидкостях и кинетика фазовых переходов. [c.282]

Остается, однако, малоисследованной обширная и важная в практическом отношении часть фазовой диаграммы, соответствующая плотностям, промежуточным между твердофазной и газофазной, и высоким давлениям и температурам. Это область неидеальной по отношению к широкому спектру межчастичных взаимодействий плотной плазмы, характеризующаяся большим разнообразием и крайней сложностью описания происходящих здесь физических процессов и явлений. В этой области реализуется также плотная разогретая металлическая жидкость, по мере расширения которой происходят снятие вырождения электронной компоненты, рекомбинация, переход металл-диэлектрик и переход в газовую или плазменную фазу. Сведения о свойствах металлов в этой области ограничены, по-существу, крайне малочисленными измерениями и полуэмпирическими оценками. Достаточно отметить, что из более чем 80 металлов периодической системы параметры критической точки надежно определены только для трех наиболее легкокипящих [51]. [c.359]

В Б. п. 2-го типа подвижность носителей достигает рекордных значений, что облегчает наблюдение ряда кинетич. эффектов в электрич. и магн, полях. С этими Б. п. связан вопрос о фазовом переходе диэлектрик — металл , они используются в пп приборостроении (приёмники ИК излучения, охлаждающие устройства и др.). фБерченкоН. Н., Пашкове-к и й М. В., Теллурид ртути — полупроводник с нулевой запрещенной зоной, УФН , [c.50]

ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД ДИЭЛЕКТРИК — МЕТАЛЛ, наблюдается в ряде ТВ., жидких и газообразных тел при изменении темп-ры, давления или состава проявляется в изменении электро-лроводности а и её температурной зависимости, оптич. и др. свойств. При Ф. п. д.— м. сг может изменяться как непрерывно, так и скачкообразно (фазовый переход I рода), причём скачок [c.802]

Как и ЬзгСиОд, соединение УВааСидО .а с пониж. содержанием кислорода (5=0,6—1,0) представляет собой антиферромагн. диэлектрик. При уменьшении дефектности по кислороду TJy быстро снижается от Т 400 К (б = 0,85) до нуля (б 0,6), соединения с б < 0,6 становятся сверхпроводниками (Г 92 К при б = о—0,1). Область существования высокотемпературной сверхпроводимости на фазовых диаграммах в координатах темп-ра — состав непосредственно примыкает к линии, отвечающей переходу диэлектрик — металл. Вблизи этой же линии происходят переход антиферромагнетик — немагнитный металл и структурный переход. [c.402]

ПАЙБРЛСА переход структурный фазовый переход металл — диэлектрик в кеаэиодномерных соединениях, при к-ром формируются периодич. в пространстве смещения ионов из их положения равновесия в метал-лич. фазе. Смещения сопровождаются перераспределением электронной плотности (см. Волки зарядовой плотности [1, 3]). В квазиодномерных кристаллах с цепочечной структурой атомов (или молекул) электроны проводимости свободно двигаются вдоль цепочек из-за хорошего перекрытия волновых электронных ф-ций соседних атомов в цепочке, но движение электронов между цепочкалш затруднено /4]. [c.520]

ПЕРЕХОД КВАНТОВЫЙ — см. Квантовый переход. ПЕРЕХОД МЕТАЛЛ — ДИЭЛЕКТРИК — фазовый переход, сопровождающийся изменением величины и характера электропроводности при изменении темп-ры Г, давления р, маги. поля Н или состава вещества. П, м.— д. наблюдаются в ряде твёрдых тел, иногда в жидкостях и газах (плотных парах металлов). Проводимость о при П. м.— д. может меняться сильно (в 10 раз в УдОз, в 101 раз нестехиометричном ЕпО). П. м.— д. легко идентифицируется, если он является фазовым переходом первого рода. В случае перехода 2-го рода классификация его как П. м.— д. часто затруднительна и условна, т. к. при 2" 0К проводимость о О по обе стороны перехода и в самой точке перехода непрерывна. Строгое же разделение веществ на металлы и диэлектрики (полупроводники) можно дать только при 3" = ОК у металлов при Г = ОК а(ы) О, у диэлектриков о((й) , р= 0. С ростом Т в металлах обычно сопротивление растёт, а в диэлектриках и полупроводниках падает. [c.577]

В стандартной зонной схеме твёрдых тел в диэлектриках и полупроводниках заполненные зоны отделены от пустых запрещённой зоной (анерге-тич. щель) Sg, а в металлах есть зоны, заполненные частично, и электроны могут двигаться по этим зонам в слабом электрич. поле (см. Зонная теория). Структура зов в однозлектронном приближении связана с симметрией кристаллич. решётки. П. м.— д. может быть связан с изменением решётки, т. е. со структурным фазовым переходом. Такова природа П. м.— д. во мн. квазиодномерных соединениях и кеазидвумерных соединениях (слоистых). В этом случае переход паз. Пайерлса переходом или переходом с образованием волны зарядовой плотности. С изменением симметрии решётки связаны П. м.— д. и в др. веществах, напр. переход белого олова в серое ( оловянная чума ). С изменением ближнего порядка связаны П. м.— д., происходящие при плавлении мн. полупроводников (см. Дальний и ближний порядок). Так, в Ое И 31, имеющих в твёрдой фазе решётку типа алмаза, при плавлении меняется ближний порядок и они становятся жидкими металлами. [c.577]

ХАББАРДА МСДЁЛЬ — одна из фундам, моделей для описания систем сильно взаимодействующих электронов в кристалле. Модель была предложена в 1963—65 Дж. Хаббардом (1 ] и получила широкое развитие в последующие годы. X. м. является осн. моделью для описания зонного магнетизма в металлах, фазового перехода металл—диэлектрик и разл. аспектов взаимосвязи магн. и электрич. свойств твёрдых тел. Достоинствами модели являются её простота и физ. содержательность. [c.391]

Наряду с рассмотренными, нужно учитывать и другие виды фазовых переходов, например, в магнитных и электрических полях. Как показывают исследования, при низких температурах (<100К) фазовые переходы в магнитно.м поле указывают на относительный характер разделения веществ на металлы, полупроводники и диэлектрики. В магнитном поле одно и то же вещество может быть и диэлектриком, и полупроводником, и металлом, что особенно важно при разработке новых композитов для решения задач современной микроэлектроники. [c.40]

Необходимо отметить, что в некоторых диэлектриках устойчивость непроводящего состояния может быть нарушена и в слабых электрических полях без сильного разогрева или облучения [26]. Небольшое изменение внешних условий — давления, температуры, магнитного или электрического поля — приводит к скачкообразному (в 10 —10 2 раз возрастанию электронной проводимости, т. е. изолятор превращается в проводник. Очевидно, что вместе с изменением структуры электроны освобождаются от поляризационной связи и, как в обычном проводнике, экранируют электрическое поле. Такие фазовые переходы экспериментально наблюдаются в оксидах переходных металлов, низкоразмерных проводниках (см. 4.4) и в суперионных проводниках. В отличие от пробоя эти переходы в проводящее состояние обратимы. Резкое и обратимое повышение проводимости в сильных полях наблюдается и при инжекционных процессах в связи с током, ограниченным пространственным зарядом (см. 2.2). При этом нарушение устойчивой проводимости в отличие от пробоя также является обратимым. [c.43]

Иных возможностей фазовых превращений металла в диэлектрик из одио-электронной теории не следует. Поэтому приведенные на рис. 4.11 экспериментальные характеристики по резкому изменению проводимости различных веществ выходят за пределы предсказаний этой широко распространенной теории. Дело в том, что приближение блоховоких волновых функций, принятое одноэлектрои-ной теорией, основано на особенностях строения волновых функций s- и р-элек-тронов, орбитали которых имеют большую пространственную протяженность и значительное взаимное перекрытие. На рис, 4,11,а,г—е приводились, однако, примеры других соединений (с f- и d-электронами), волновые функции которых локализованы вблизи соответствующих ядер. Прежде чем перечислить различные теоретические интерпретации ФП типа диэлектрик — металл, целесообразно привести более полно, чем иа рис. 4.11, данные об изменении совокупности физических свойств кристаллов в окрестности такого перехода. [c.115]

Общая теория ФП типа диэлектрик — металл не разработана сложность заключается не только в решении многоэлектронной задачи, но н в большом разнообразии кристаллических структур н химических составов, где эти переходы имеют место (кроме оксидов переходных металлов близкие по характеру фазовые превращения обнаружены во многих халькогенидах). Поэтому ограничимся перечислением трех основных теоретических моделей, объясняющих разные стороны этого сложного физического явления. [c.116]

Двумерные (2М) структуры типа металл—диэлектрик в настоящее время также реализованы, приче.м не только на макроскопическом уровне (в виде чередующихся пленок металла и диэлектрика), но и на микроскопическом (атомные слои). Последние представляют собой наибольший интерес как системы с электрои-фононной неустойчивостью, приводящей к фазовым переходам. В 2М-структурах обнаружена сверхпроводимость (что открывает большие воз- [c.122]

Рис. 7. Полная энергия на протон в-зависимостл от плотностл (или среднего межэлектронного расстояние), рассчитанная дЛя системы водородных атомов в гипотетической о. ц. к.-решетке "11]. При понижении плотности в системе происходят различные фазовые переходы из парамагнитной фазы П. ФМ — фаза ферромагнитного металла ФД—фаза ферромагнитного диэлектрика АФ — антиферромагнитная фаза с переходом металл — диэлектрик в точке, указанной стрелкой.

Если ограничиться приближением ближайших соседей для величины то приходим к гамильтониану, характеризуюш емуся исего двумя энергетическими параметрами 1 и 17. Считается, что модель Хаббарда применима к узкозонным переходным металлам, для которых поэтому возникает проблема учета сильных )лектронных корреляций. Хаббард применил технику расцепления двухвременных функций Грина [102] и исследовал проблему основного состояния и фазового перехода металл — диэлектрик в своей модели. Поскольку расцепления вносят неконтролируемые ошибки, то имеет смысл развить регулярную теорию возмущений, в которой в условиях < С/ кулоновскую энергию на одном узле следовало бы включить в гамильтониан нулевого приближения, а энергию переноса рассматривать как малое возмущение. Таким образом, представим гамильтониан модели в виде [c.75]

Уравнение (8.33) является 01Сновой для исследования фазового перехода металл — диэлектрик в модели Хаббарда. Сделаем в нем аналитическое продолжение Шп Е + 1Ь и рассмотрим плотность состояний на поверхности Ферми р(0). Согласно формуле (8.19) [c.94]

Во 2-й пол. 20 в. с помощью статич. Д. в. получены важные научные результаты, мн. из к-рых нашли широкое практич. применение. Синтезированы алмаз и алмазоподобные модификации нитрида бора (р 4ГПа, и i 1100 °С), получены плотные крист, модификации важных породообразующих минералов (кремнезёма, оливина), зафиксирован переход диэлектриков в проводящее и сверхпроводящее состояние, установлены диаграммы состояний для мн. одно- и многокомпонентных систем. Д. в. используются при механич. обработке металлов и при полимеризации. Ди-нампч. Д. в., возникающие при взрыве, используют для получения при сильном сжатии плотных модификаций, сохраняющихся при норм, условиях, для сварки металлов, для исследования изменения плотности в-в и фазовых переходов в них, в особенности при таких высоких давлениях и темп-рах, какие ещё недоступны статич. методам. [c.141]

Таким образом, современная экспериментальная техника позволяет путем регистрации мощных ударных волн и волн разрежения в металлических образцах единым методом проводить исследование разнообразных состояний вещества—от сильносжатой металлической плазмы, где ионы разупорядочены, а электроны вырождены, до квазинеидеальной больцмановской плазмы и разреженного металлического пара. По мере расширения в системе происходят многообразные малоизученные физические процессы—снимается вырождение электронов, коренным образом перестраивается электронный энергетический спектр, осуществляется частичная рекомбинация плотной плазмы, реализуется переход металл-диэлектрик в электронной неупорядоченной структуре и возникает неидеальная по отношению к различным видам межчастичного взаимодействия плазма. Полученные результаты дали возможность впервые объединить участки фазовой диаграммы, соответствующие радикально отличающимся физическим состояниям [74]. [c.370]

ДЕЦИБЕЛ (дБ, dB), дольная ед. от бела — ед. логарифмич. относит, величины 1 дБ=0,1 Б. В акустике — ед. уровня звук, давления 1 дБ — уровень звук, давления р, для к-рого выполняется соотношение 201д(р/ро)= = 1, где Ро — пороговое звук, давление, принимаемое равным 2 -10" Па. ДЖОЗЕФСОНА ЭФФЕКТ, протекание сверхпроводящего тока через тонкий слой диэлектрика, разделяющий два сверхпроводника (т. н. контакт Джозефсона) предсказан на основе теории сверхпроводимости англ. физиком Б. Джозефсоном (В. ТозерЬзоп) [1962, Нобелевская премия (1973)], экспериментально обнаружен в 1963. Эл-ны проводимости проходят через диэлектрик (обычно плёнку окиси металла толщиной - ЮА Ю- м) благодаря туннельному эффекту. Если ток через контакт Джозефсона не превышает определ. значения, наз. критич. током контакта, то падение напряжения на контакте отсутствует (т. н. стационарный Д. э.). Если же через контакт пропускать ток, больший критического, то на контакте возникает падение напряжения, и контакт излучает эл.-магн. волны (н е-стационарный Д. э.). Излучать эл.-магн. волны может только перем. ток — именно такой ток течёт сквозь контакт Джозефсона при п о-стоянном падении напряжения V на контакте. Частота излучения V связана с V соотношением —2 еУ1к, где е — заряд эл-на. Излучение обусловлено тем, что объединённые в пары эл-ны, создающие сверхпроводящий ток, при переходе через контакт приобретают избыточную по отношению к осн. состоянию сверхпроводника энергию 2 еУ. Единств, возможность для пары эл-нов вернуться в осн. состояние — это излучить квант эл.-магн. энергии / v=2 еУ. Д. э. указывает на существование в сверхпроводниках электронной упорядоченности — фазовой когерентности в осн. состоянии все электронные пары (куперов- [c.153]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...