Рассеяние на магнитных примесях

Рассеяние на магнитных примесях приводит к логарифмически возрастающей с уменьшением температуры добавке к сопротивлению — эффекту Кондо, что используется в термометрии. Некоторые металлы при низких температурах переходят в сверхпроводящее состояние. Минимально возможная длина пробега (порядка межатомных расстояний) определяет максимальное металлическое удельное сопротивление р х 0,2- 10 Ом-см а — межатомное расстояние). [c.438]

Член р соответствует как рассеянию на обычных примесях, так и потенциальному рассеянию на магнитных примесях. Отметим, что ру(0) того же порядка, что и часть р , связанная с магнитными примесями. Действительно, последняя имеет порядок [c.255]

При выводе формулы (9.28) мы учитывали лишь скорость направленного движения электронов (дрейфовую скорость). Это естественно, так как хаотическое тепловое движение носителей-заряда не мол<ет привести к их направленному перемещению в магнитном поле. Кроме того, мы молчаливо допускали, что все носители в проводнике обладают одной и той же дрейфовой скоростью. Такое допущение может быть оправдано для металлов и вырожденных полупроводников, в которых ток переносится электронами, практически обладающими одной и той же энергией (фермиев-ской), и совершенно не применимо к невырожденным полупроводникам, в которых носители, имеющие различную энергию, могут обладать и различной скоростью дрейфа из-за зависимости их подвижности от скорости теплового движения (точнее, от времени свободного пробега). Например, при рассеянии на заряженных примесях дрейфовая скорость высокоэнергетических носителей (носителей, обладающих высокими скоростями теплового движения) будет больше, чем низкоэнергетических при рассеянии же на тепловых колебаниях решетки, наоборот, дрейфовая скорость высокоэнергетических электронов будет ниже, чем низкоэнергетических. Более строгая теория, учитывающая это обстоятельство, приводит к следующему выражению для постоянной Холла [c.267]

Обычные примеси действуют лишь на электрический заряд, а следовательно, одинаково рассеивают оба электрона, входящие в состав пары, и это не приводит к ее разрушению. Что же касается магнитных примесей, то они обладают способностью поворачивать электронный спин. Значит, при рассеянии на такой примеси пара может переходить в состояние с параллельными спинами (триплетное состояние), когда принцип Паули требует, чтобы электроны, входящие в ее состав, не находились в одной точке и описывались антисимметричной координатной волновой функцией. Пара при этом разрушается. [c.431]

В 4.6 было показано, что в 1-м порядке вероятность рассеяния электрона на магнитной примеси пропорциональна (J/n) S(S-f 1). Эта величина заменяет Vp p в вероятности рассеяния на обычной примеси. В действительности взаимодействие электрона с каждой примесью содержит и потенциальную часть (V) и обменную (—(//n)(oS)), причем первая, как правило, больше второй однако в интересующем нас эффекте потенциальная часть не играет роли, и мы будем ее игнорировать. Время рассеяния, связанное только с обменным взаимодействием, будем обозначать как т . [c.431]

Только в 1963 г. Кондо [15] (см. также [16]) показал, что минимум возникает благодаря некоторым неожиданным особенностям рассеяния электронов проводимости, которые проявляются, когда рассеивающий центр имеет магнитный момент. В этом случае обменное взаимодействие между электронами проводимости и локальным моментом приводит к актам рассеяния, в которых спин электрона переворачивается (что компенсируется соответствующим изменением спина рассеивающего центра). До того как Кондо проанализировал ситуацию, рассмотрение рассеяния такого типа проводилось с точностью до первого неисчезающего члена в теории возмущений при этом не было найдено качественного отличия от рассеяния на немагнитных примесях, описанного нами в гл. 16. [c.302]

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 условиях, когда ЛК-гармоники достаточно интенсивны, чтобы быть измеренными, но МВ еще не слишком сильно, возможно, по крайней мере в принципе, исследовать как зависимость от поля -фактора, так и зависящее от направления спина рассеяние без того, чтобы осуществлялись условия, близкие к спиновому нулю . Подобный подход был впервые реализован в работах [10, 12] и далее развит в [77]. Из-за ограничений, накладываемых требованием слабости МВ-гармоник при достаточной интенсивности ЛК-гармоник, этот метод неприменим для орбит на пузе в благородных металлах, за исключением разве случая меди вблизи спинового нуля , но его можно с успехом использовать при изучении осцилляций на шейках в Си и Аи с магнитными примесями. [c.552]

Ситуация оказывается иной при рассеянии на магнитных примесях несохранение спина может приводить к ряду очень интересных эффзктов (см. т. 2, стр. 302—304). [c.315]

Сведение проблемы к одномерной задаче. Одним из самых ярких достижений использования анзатца Бете и техники КМОЗ в статистической механике является точное решение задачи о примесном атоме с локализованным магнитным моментом, погруженном в немагнитный металл. Первые исследования задачи о рассеянии электронов проводимости на такой примеси в следуюш их за борновским приближениях показали суш,ественные температурные аномалии рассеяния и, в частности, спиновую экранировку примеси электронами проводимости при низких температурах. Совокупность всех этих явлений получила название эффекта Кондо. В течение почти двух десятилетий эта проблема была предметом интенсивного изучения, но все подходы основывались на том или ином варианте теории возмуш ений (см. 9). Впервые точное решение задачи было дано Вигманом [17, 164], несколько позднее — Андреем [75]. [c.236]

В гл. 6 и 7 речь пойдет о магнитном взаимодействии и магнитном пробое соответственно — двух эффектах, не затронутых теорией, изложенной в гл. 2. Эти эффекты не только представляют интерес сами по себе, но в определенных случаях их влияние важно правильно учесть при истолковании экспериментальных данных, особенно данных по амплитуде. Гл. 8 посвящена температуре Дингла. В ней показано, какую информацию можно получить о временах электронной релаксации в образцах из разбавленных сплавов, где преобладает рассеяние на примесях, и о полях напряжений в чистых образцах, где размытие фазы является основной причиной уменьшения амплитуды. В последней гл. 9 рассматриваются методы измерения абсолютной фазы и получения значений g-фaктopa из подходящих измерений абсолютного значения амплитуды и числа высших гармоник. [c.45]

На рис. 6.11 показано, как ведут себя сплавы, дифференциальная термо-э.д.с. которых не падает до столь малых величин. В этих сплавах присутствует эффект Кондо, проявляющийся при рассеянии электронов проводимости магнитными моментами примеси, такой, как железо или кобальт (см. гл. 5, разд. 5.6). В интервале температур от 1 до 300 К можно получить довольно больщие отрицательные термо-э.д.с. Положительным электродом для такой термопары часто служит сплав с низкой теплопроводностью и малой термо-э.д.с., например N1—Сг, или Ад—0,3 % Ап. В настоящее время считается, что наилучшей примесью для получения хорошей стабильности отрицательного электрода термопары является железо. Сплавы с кобальтом, как оказалось, претерпевают при комнатной температуре структурные превращения, вызывающие изменения термо-э.д.с. Содержание железа обычно выбирают в пределах от 0,02 до [c.293]

Поперечная ЭДС Ux, ток У, магнитная индукция В и толш,ина полупроводниковой пластинки h легко могут быть измерены, что позволяет вычислить значение коэффициента Холла X. В системе СИ коэффициент Холла измеряется в кубических метрах на кулон. Значение коэффициента, получаемое по формуле (8-7), справедливо только для вырожденных полупроводников, с очень большой концентрацией примеси, при которой энергия активации ее практически равна нулю и можно не учитывать распределения носителей заряда по скоростям, что и допускалось при выводе формул (8-6). Более точное значение коэффициента Холла для полупроводников с различной концентрацией примеси будегг отличаться от получаемого по формуле (8-7) множителем А. Для полупроводников различных групп (с атомной, ионной решетками) численное значение А изменяется от единицы до двух в зависимости от механизма рассеяния носителей при различных температурах (например, для германия А 1,18). Таким образом, для полупроводников п-типа [c.238]

АНАЛИЗ [активационный — метод определения химического состава вещества с помощью регистрации излучения радиоактивных изотопов, образующихся при облучении вещества ядерными частицами люминесцентный — химический анализ вещества по характеру его люминесценции рентгенорадиометрический— анализ химического состава, основанный на регистрации рентгеновского излучения, возникающего при взаимодействии излучения радиоизотопного источника с атомами вещества рентгеноснектральный — метод определения химического состава примесей вещества по характеристическому рентгеновскому спектру его атомов рентгеноструктурный— метод исследования структуры вещества, основанный на изучении дифракции рентгеновского излучения в этом веществе спектральный — физический метод качественного и количественного анализа веществ, основанный на изучении их спектров — испускания, поглощения, комбинационного рассеяния света, люминесценции АНТИФЕРРОМАГНЕТИЗМ— магнитоупорядоченное состояние кристаллического вещества с антипараллельной ориентацией спиновых магнитных моментов соседних атомов в кристаллической решетке АЭРОДИНАМИКА—раздел аэромеханики, изучающий законы движения газообразной среды и ее взаимодействие с движущимися в ней твердыми телами АЭРОМЕХАНИКА— раздел механики, изучающий равновесие и движение газообразных сред и механическое воздействие этих сред на погруженные в них твердые тела [c.225]

Теория неоовершенста была привлечена для объяснения не только реальной прочности кристаллов, но и ряда других механических и физических свойств особенностей зависимости деформации от напряжения старения приобретения некоторыми металлами при определенных температурах хрупкости резкого влияния ничтожных количеств примесей на механические свойства изменения плотности, электропроводности и магнитных свойств изменения рассеяния рентгеновых лучей явления внутрен-неого трения механизма аллотропных превращений и т, п. [c.364]

Правило Колера исходит из идеи о наличии универсальной длины пробега, не зависящей от импульса электрона. Сопротивление обратно пропорционально этой длине. При увеличении магнитного поля роль длины пробега постепенно берет на себя ларморовский радиус. Ввиду этого можно предположить, что р(Я, T ypiO, Т) зависит лишь от отношения Ifri. Но так как г <х)Я , а /<х)[р(0, Т)] , то можно считать отношение р(Я, 7 )/р(0, Т) зависящим лишь от комбинации Я/р(0, Т). Для нормировки эту переменную обычно умножают на удельное сопротивление при температуре 300 К- Если металл достаточно чистый, то р (О, 300 К) определяется только фононным рассеянием и не зависит от примесей, т. е. р (0,300 К) можно рассматривать как характеристику данного металла. Вычитая из отношения р(Я, TVpiO, Т) единицу, получаем [c.79]

Важнейшим следствием взаимодействия магии гного иона с электронами проводимости является так называемый эффект Кондо, который заключается в существовании при низких температурах минимума на кривой температурной зависимости удельного сопротивления магнитных сплавов с малой концентрацией магнитных ионов. Этот минимум наблюдался в сплавах Си, Ag, Au, Mg, Zn с примесями r, Mn, Fe, Mo, Re и Os (b кристалле могут присутствовать и другие примеси). Происхождение минимума связывается с обязательным наличием локальных магнитных моментов атомов нримеси. Кондо показал, что аномально высокая рассеивающая способность магнитных ионов при низких температурах является особым следствием динамической природы рассеяния и того обстоятельства, что поверхность Ферми имеет при низких температурах четко очерченные границы. Температурная область, в которой эффект Кондо существен, показана на рис. 19.23. Сколько-нибудь несложного физического объяснения этого эффекта пока не существует, однако первая работа [25] по этому вопросу вполне доступна для понимания. [c.682]

Работы Колмогорова послужили основой всего последующего развития теории локальной структуры турбулентности и ее приложений в 40-х и 50-х годах текущего столетия. За этот период была изучена локальная структура не только поля скорости, но и полей концентрации пассивных примесей и температуры (включая случай температурно-стратифицированной тяжелой жидкости, в котором, благодаря появлению архимедовых сил, температуру уже нельзя считать пассивной примеськ ), давления и турбулентного ускорения. Полученные сведения о статистических свойствах мелкомасштабных компонент турбулентности нашли приложение к задачам об относительном рассеянии частиц и дроблении капель в турбулентной среде, об образовании ветровых волн на поверхности моря, генерации магнитного поля в турбулентном потоке проводящей ток жидкости и распределении неоднородностей электронной плотности в ионосфере, о пульсациях коэффициента прело.мления в атмосфере и создаваемых ими рассеянии и флюктуациях параметров распространяющихся электромагнитных волн и к ряду других интересных задач. [c.24]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...