Электроны в неупорядоченных металла

ЭЛЕКТРОНЫ в НЕУПОРЯДОЧЕННЫХ МЕТАЛЛАХ [c.453]

Электроны в неупорядоченных металлах [c.457]

Задача о решении уравнения Шредингера для электрона в неупорядоченном металле представляет собой частный случай общей проблемы распространения волн в неупорядоченной системе центров рассеяния. С такой проблемой мы сталкиваемся в разно- [c.492]

Задав расположение атомов, мы должны определить другие существенные параметры модели. Например, для изучения динамики решетки одномерного стекла (гл. 8) мы постулируем, что межатомные силы должны изменяться в зависимости от расстояния между соседними атомами. Далее, учет изменений интегралов перекрытия, содержащих волновые функции электронов, локализованных на соседних атомах, приводит к модели сильно связанных электронов в неупорядоченных системах ( 8.1 и 9.1). Точно так же, варьируя обменные параметры в гамильтониане Гейзенберга (1.15), мы приходим к моделям спиновой диффузии. В теории двин ения электронов в жидких металлах часто исходят из неупорядоченной модели Кронига — Пенни, в которой потенциальная энергия электрона в поле отдельного атома описывается дельта-функцией. Соответственно [c.57]

Поскольку в аморфных сплавах ионы, являющиеся центрами рассеяния электронов проводимости, расположены крайне неупорядоченно, перенос электронов, обусловливающий в первую очередь электросопротивление и столкновения электронов с ионами, существенно отличается от переноса электронов в кристаллах. В настоящее, время для объяснения температурных зависимостей электросопротивления аморфных сплавов широко используется теория Зай-мана, хорошо работающая применительно к жидким металлам.. В разделе 6.4 будет сделана попытка систематизировать экспериментальные результаты по определению электросопротивления аморфных сплавов с позиций оригинальной и модифицированной теории Займана. [c.178]

Решеточная теплопроводность металла или сплава при низких температурах обычно ограничена фонон-электронными взаимодействиями, так что величина уР увеличивается ниже Тс, когда металл или сплав становится сверхпроводящим. Хотя это увеличение решеточной теплопроводности обычно мало по сравнению с уменьшением электронной теплопроводности, в неупорядоченных сплавах (где обе величины ур и я малы) может осуществляться противоположная ситуация, при которой фононы дают большой вклад в теплопроводность нормального состояния. Теплопроводность в сверхпроводящем состоянии тогда ока- [c.249]

Заслуга первого обобщения обширной информации по исследованию различных классов структурно-неупорядоченных систем жидких и аморфных полупроводников и металлов принадлежит Н. Мотту. Совместно с Э. Дэвисом он написал широко известную монографию Электронные процессы в некристаллических веществах , переведенную на русский язык (М. Мир, 1974). Часть глав этой книги посвящена жидким полупроводникам. Материал этих глав, как и вся книга в целом, ясно показывает, насколько важны исследования по жидким полупроводникам с точки зрения понимания фундаментальной проблемы механизма электронной проводимости в неупорядоченных си " стемах, однако объем глав явно недостаточен для детального ознакомления с этим направлением исследований. [c.6]

До сих пор мы рассматривали лишь рассеяние электронов на примесях, а их взаимодействие друг с другом предполагалось малым и определяло лишь Тф, причем считалось т< тф. Это справедливо при низких температурах и для достаточно неупорядоченных металлов. Возьмем теперь другой предельный случай, когда металл чистый, и основную роль играет взаимодействие электронов друг с другом. В этом случае тоже может произойти переход металл—диэлектрик. [c.199]

Тогда нам остается учесть лишь возмущение, вносимое непрерывной, сравнительно малой по величине функцией от (к — к ). После дальнейшего сдвига нуля отсчета энергии разумно предположить (ср. с 10.4), что изменениями порядка в плотности состояний (10.6) или в фермиевской плотности тока (10.7) можно пренебречь. Сосредоточим на время внимание на переходах между состояниями, описываемыми простыми плоскими волнами (10.2) указанные переходы обусловлены недиагональными матричными элементами Т (г). Это рассеяние свободных электронов, вызванное атомной неупорядоченностью металла, определяет такие характерные кинетические коэффициенты, как удельное электрическое сопротивление р. [c.455]

Электрический ток передается в металлах движением электронов, образующих электронный газ. При отсутствии внешнего электрического поля электроны движутся во всех направлениях, и это движение электронов проводимости носит неупорядоченный характер. Под влиянием же разности потенциалов, приложенной к металлу извне, появляется направленное движение электронов. Движение электронов и осуществляет передачу электричества. Чем слабее электроны связаны с атомами, тем больше будет электропроводность металла. [c.10]

На границе раздела металл — электролит создаются условия для перехода атома металла в электролит, так как в этом случае ион металла получает более устойчивую электронную конфигурацию и, кроме того, сильно возрастает энтропия при образовании неупорядоченной системы (раствор) вместо упорядоченной (кристалл). Это создает некоторый скачок потенциала на границе металл — электролит [c.292]

Величина аномальной псевдозапрещенной зоны , рассчитанная для простых металлов [14], оказывается разочаровывающей. Даже сильный псевдопотенциал висмута, почти расщепляюащй зоны в кристаллической модели, вызывает лишь довольно скромный провал на графике плотности состояний жидкости (рис. 10.9). В отсутствие дальнего порядка имеет место почти полное возвращение хода плотности состояний электронов в неупорядоченном металле к картине, отвечающей свободным электронам геометрические детали локального размещения атомов, по-видимому, не очень сильно влияют на нее. Гипотеза о том, что при плавлении металла он в значительной мере сохраняет память о своей исходной структуре электронных зон, не подтверждается результатами расчетов, основанных на уравнении (10.48). [c.480]

Возникает естественный вопрос что является переносчиком большей части теплового потока в металла.х — электроны или фононы Известно, что нормальные чистые металлы прн комнатных температурах имеют теплопроводность на один-два порядка величины ббльшую, чем твердые диэлектрики, а следовательно, прп этих условиях почти весь поток тепла должны переносить электроны. В чистых металлах теплопроводность обусловлена в основном электронами при любых температурах. В металлах с примеся.ми, а также в неупорядоченных сплавах вклад фононов в теплопроводность может быть сравнимым с вкладом электронов. [c.276]

Соблазнительно рассматривать результат решения этого уравнения как закон дисперсии электрона, движущегося в неупорядоченном металле. Однако такое обобщение формулы (10.41) принципиальнонеобоснованно. Мы знаем, например, что истинные собственные функции гамильтониана в топологически неупорядоченной системе следует рассматривать как функции византийского типа в обычном пространстве — структура их столь сложна, что компактное математическое описание становится невозможным. Далее, поскольку настоящей трансляционной симметрии в таких системах нет, квазиимпульс не может быть хорошим квантовым числом и фурье-образ собственной функции рассматриваемого типа не может иметь совершенно острого спектра в обратном пространстве. Поэтому закону дисперсии , извлекаемому из уравнения [c.476]

Мы надеялись, что, зная характеристики спектра электронов в жидких металлах ( 10.4—10.9), мы сможем извлечь необходимую информацию о собственных состояниях электронов, чтобы уточнить формулы приближения почти свободных электронов (10.17) и (10.37) для сопротивления. Однако вывод упомянутых формул основывался на кинетическом уравнении элементарной теории явлений переноса, на которое определенно нельзя полагаться при наличии сильного взаимодействий электронов с неупорядоченной системой ионов. Упрош,енная картина, в которой электроны описываются псевдоволновыми функциями приближения ПСЭ и слабо рассеиваются нейтральными псевдоатомами ( 10.2), представляется довольно правдоподобной для таких систем, как жидкие щелочные металлы, но феноменологическая формула (10.37) не доказана строго, исходя из первых принципов, и мало что можно сказать как о тех физических условиях, при выполнении которых ее допустимо было бы считать справедливой, так и о поправках к ней, необходимых при неполном выполнении этих условий. [c.504]

Прежде чем перейти к подробному обсуждению зависимости удельного сопротивления металлов и полупроводников от температуры, коснемся особенностей поведения концентрированных сплавов. Введение значительного количества примесных атомов в твердый раствор приводит к искажению кристаллической решетки. Вследствие этого появляется дополнительный вклад в рассеяние. Его величина почти не зависит от температуры и может во много раз превышать долю электрон-фонон-ного рассеяния в чистом металле. Изменение остаточного удельного сопротивления неупорядоченного сплава Си—Аи в зави- [c.191]

Результаты П. т. используются при изучении электронных свойств неупорядоченных систем, фазовых пере-ходов металл — диэлектрик, ферромазнетиама твёрдых растворов, кйнетич. явлений в сильно неоднородных средах, физ.-хиш. процессов в твёрдых телах и т. д. [c.163]

Позитроны обладают положительным зарядом, поэтому сближаясь с атомом, они аннигилируют преимущественно на валентных электронах, находящихся на внешних уровнях. Вследствие этого метод аннигиляции позитронов по сравнению с методом комптонов-ского рассеяния позволяет получить большую информацию о состояниях именно валентных электронов. Но в металле, где атомы ионизированы, внешние оболочки размываются , и при наличии вакансий, позитроны преимущественно аннигилируют на электронах, которые захвачены этими вакансиями, другими словами, происходит аннигиляция электронов на вакансиях. Таким образом, предполагается, что N (д ) не дает информации о состояниях объемных валентных электронов в металле, а только о состояниях электронов вблизи вакансий. Однако структура аморфных металлов, характеризующаяся высокой плотностью и неупорядоченностью, не содержит дефектов типа вакансий, существующих в кристалле. Поэтому важным является вопрос, действительно ли кривые угловой корреляции аннигиляции позитронов описывают состояния объемных электронов в аморфных сплавах или нет. [c.194]

Б. Т. Коломийцем с сотрудниками было показано, что халькоге- видные стеклообразные полупроводники в жидком состоянии являются жидкими полупроводниками. Исследования по жидким и стеклообразным полупроводникам в 60-х годах дополняются исследованиями в области жидких металлов, которые проводились главным образом английской группой физиков во главе с Дж. Займаном. Благодаря этим работам шкала физических объектов, на которых базируется физика неупорядоченных систем, становится полной и простирается от близких к диэлектрикам халькогенидных стеклообразных полупроводников до металлов. Это обстоятельство, казалось бы, позволяло охватить проблему электронной проводимости в неупорядоченных системах в целом. Однако на первом этапе исследований эта задача оказалась невыполнимой. Обилие проблем в узких областях требует многих усилий. Идет процесс интенсивного накопления экспериментального материала. [c.6]

Теоретическое исследование [187] показывает, что взаимодействие электронов через двухуровневые системы добавляется к фононному притяжению и приводит к увеличению Т,. Оценка этого эффекта в реальных металлических стеклах показывает, что Т может увеличиться на 2—7%. Это соответствует опытным фактам критическая температура неупорядоченного металла всегда понижается при отжиге (нагрев, приводящий к рекристаллизации), например в сплаве ussZr от 2,34 до 2 К, в Zr Ni от 3,15 до 3 К. Хотя этот э(Й5ект невелик, но он интересен с точки зрения демонстрации нефононного механизма сверхпроводимости. [c.331]

Эта книга возникла в результате чтения годичного курса лекций по теории твердого тела для студентов-дипломников. Я исходил из того, что студенты хорошо знают элементарную квантовую механику, но по мере необходимости в книге излагаются и более тонкие ее методы. Курс не предполагает предварительного знания физики твердого тела и представляет собой попытку охватить весь предмет, что в силу ограниченности объема книги можно осуществить, конечно, лишь частично. Я попытался добиться этого, излагая фундаментальные идеи и методы из многих разделов теории. Однако у меня осталось место для изложения лишь малого числа конкретных приложений этих методов. В первой главе даются основы теории групп и их представлений, но приводятся всего три примера, иллюстрирующие ее применение (хотя теория групп и широко используется далее в тексте). При обсуждении зонных структур рассматривается только по одному прототипу из каждой категории. Там, где это возможно, излагаются те вопросы теории, которые в настоящее время активно разрабатываются, такие, как переход металл — изолятор, электронная структура неупорядоченных систем, туннельный эффект, эффект Кондо и флуктуации вблизи критической точки. Все это делается, чтобы читатель, познакомившись в достаточной степени с принципа. т и методами теории твердого тела, мог бы хверснно чувствовать себя на любом семинаре по физике твердого тела или при чтении любой статьи, посвященной этому предмету. Я попытался также разрушить те барьеры, которые препятствуют специалистам из других областей штурмовать твердотельные задачи, встающие перед нилт в связи с их собственной деятельностью. [c.7]

Исходя из представления о спаренных электронах, которые все находятся в одном и том же квантовом состоянии, можно получить очень хорошее описание сверхпроводящего тока. Подтверждением этого может служить отсутствие термоэлектрических эффектов в сверхпроводнике (см. стр. 344). Если бы ток в сверхпроводнике, как и в нормальном металле, представлял собой течение неупорядоченных эпектронов, то он сопровождался бы тепловым потоком (эффект Пельтье). [c.365]

Что же это Просто умная книга, написанная критически настроенным ученым и охватывающая нетрадиционно широкий круг вопросов — от теории фазовых переходов (все же так или иначе связанных с неупорядоченными материалами) до электронных процессов в жидких металлах и сильно легированных полупроводниках. [c.5]

Так как обычно теория экситонов Френкеля строится в представлении ЛКАО, то при рассмотрении этих экситонов в неупорядоченных системах мы придем к уравнениям такого же типа. Однако для экситонов Ваннье, в которых расстояние между электроном и дыркой велико, такое локальное представление не подходит. В особенности это относится к обыкновенным электронам проводимости в металлах, так как поведение этих электронов нельзя корректно описать при помощи лишь конечного числа атомных орбиталей. Известно, что блоховские состояния в идеальном кристалле всегда можно представить в виде линейной комбинации локализованных функций Ваннье, аналогичных атомным орбиталям гp(f) в разложении (8.10) соответствующие коэффициенты удовлетворяют уравнениям типа (8.11). Так как каждая блохов-ская зона дает лишь одну функцию Ваннье для каждого узла решетки, то могло бы создаться впечатление, что зону проводимости металлического сплава можно описать, слегка модифицировав модель сплава с сильной связью. Однако представление Ваннье справедливо лишь для идеальных кристаллов, обладающих решеткой с трансляционной симметрией нет априорного рецепта, по которому можно было бы выбрать локализованные функции двух типов, приписав их двум компонентам бинарного сплава, причем так, чтобы система (8.11) разумным образом аппроксимировала уравнение Шредингера (8.9). Во всех таких системах влияние беспорядка на электронные состояния приводит к необходимости воспользоваться несколько иным способом аппроксимации, основанным на теории рассеяния (гл. 10). [c.338]

Следует, однако, не забывать, что элементарное приближение ПСЭ в применении к неупорядоченным металлам, как в псевдопо-тенциальном подходе, так и при использовании -матрицы, не намного лучше феноменологической стряпни. Выявив основныо характерные черты потенциалов, под действием которых, как мы считаем, движутся электроны, мы должны обратиться к поиску более строгого обоснования выражений, описывающих наблюдаемые физические характеристики. [c.473]

Значительная часть экспериментальных исследований топологически неупорядоченных металлов посвящ ена электрическим свойствам жидких сплавов (см., например, [6.47]). В принципе теория электронного спектра и кинетических свойств таких систем представляет собой просто обобщ ение развитой в настояш ей главе теории моноатомных жидкостей. Так, например, в формуле приближения ПСЭ (10.17) для удельного сопротивления надо лишь заменить квадрат модуля матричного элемента (10.12) соответст-вуюп] ей величиной (4.38), уже заготовленной для описания рассеяния рентгеновских лучей или нейтронов в жидких смесях. Окончательные выражения, содержаш ие псевдопотенциалы (или, можно полагать, -матрицы атомов различных компонент), а также разнообразные парциальные структурные факторы (4.36), выглядят весьма устрашающе. Однако их удается несколько упростить (ср. с 2.13), если жидкость можно рассматривать как смесь со случайным замещением [74]. Подставляя (4.40), например, в формулы (10.17) или (10.37), мы видим, что удельное сопротивление сплава записывается как [c.512]

В некоторых случаях эффект, достигаемый сплавлением, оказывается гораздо более радикальным, чем по приведенным формулам, вплоть до того, что система может попасть в условия, близкие к возникновению жидкого полупроводника. На основании всего того, что мы выяснили о влиянии геометрических эффектов на электронный спектр жидких металлов ( 10.5), представляется невероятным, чтобы указанное явление вызывалось некоторой весьма специальной перестройкой взаимного расположения ионов (ср. с 11.5). Обычно такое радикальное изменение свойств системы связывают с переходом электронов из зоны проводимости в локализованные состояния на атомах одной из компонент сплава с образованием компактных отрицательных ионов. Хотя исследование роли электронного сродства в неупорядоченных конденси- [c.512]

В неупорядоченных системах (газ, плазма, жидкость, фононы и электроны в диэлектриках, полупроводниках и нормальных металлах, аморфные тела, трещиноватые упругие и пороупругие среды) функции (2.12) удовлетворяют условиям ослабления корреляций [c.45]

Модели беспорядка Теоретическая физика однородно-неупорядоченных систем (1982) -- [ c.453 , c.454 , c.455 , c.456 , c.457 , c.458 , c.459 , c.460 , c.461 , c.462 , c.463 , c.464 , c.465 , c.466 , c.467 , c.468 , c.469 , c.470 , c.471 , c.472 , c.473 , c.474 , c.475 , c.476 , c.477 , c.478 , c.479 , c.480 , c.481 , c.482 , c.483 , c.484 , c.485 , c.486 , c.487 , c.488 , c.489 , c.490 , c.491 , c.492 , c.493 , c.494 , c.495 , c.496 , c.497 , c.498 , c.499 , c.500 , c.501 , c.502 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...