Ферми поверхность (ПФ) переходных

В 21.1 уже говорилось о том, что магнитные примеси разрушают сверхпроводимость. Еще хуже обстоит дело в том случае, если имеется ферромагнитное упорядочение. При этом число электронов с разной ориентацией спина различно, а значит, различны и соответствующие ферми>поверхности. Если ферромагнетизм сильный, т. е. температура Кюри порядка сотен градусов, как это имеет место у обычных ферромагнетиков на базе переходных металлов, то сверхпроводимость невозможна. [c.436]

Рассчитанные зонные структуры переходных металлов показывают, что -зона не только заходит у них в зону проводимости (как в благородных металлах), но обычно (в отличие от благородных металлов) простирается вплоть до энергии Ферми. Если уровни на поверхности Ферми принадлежат -зоне, то при определении поверхности Ферми лучше исходить не из построений метода почти свободных электронов (или ОПВ), а из приближения сильной связи. Поэтому теперь нет оснований ожидать, что поверхность Ферми для переходных металлов будет напоминать слегка искаженную сферу свободных электронов. Типичный пример — предполагаемая поверхность Ферми вольфрама ([Xe]4/ 5 6s ), имеющего о. ц. к. решетку, показана на фиг. 15.18. [c.306]

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]

Дифракция на гладком выпуклом теле. Теперь коротко опишем поведение дифракционных лучей при касании лучом точки на поверхности гладкого тела. Возбуждение проникает в область тени. Его называют волной соскальзывания, соответствующий луч — лучом этой волны, или ползущим лучом. Обобщенный принцип Ферма позволяет определить путь луча волны соскальзывания в любую точку в тени, образованной телом (см. рис. 22.1). От точки касания первичным лучом тела дифракционный луч идет по геодезической линии поверхности, а затем отрывается по касательной. Все лучи соскальзывания касаются поверхности тела, так что она является каустикой, а прилегающая к поверхности зона — каустической зоной, где геометрооптическая теория не дает правильного решения. В задаче есть еще две переходные зоны близ границы свет — тень полутеневая зона и в окрестности точки касания—область пере-сечения первых двух зон. [c.246]

Для простоты на приведенных выше схемах плотность состояний изображена как однородная функция энергии. В действительности же плотность состояний может быть далеко не однородной. Это иллюстрируется расчетами, выполненными для меди (рис. 19.21). -зона характеризуется большой плотностью-состояний. Плотность состояний у поверхности Ферми дает качественное указание на увеличение электронной теплоемкости и парамагнитной восприимчивости Паули переходных металлов, по сравнению с одновалентными. [c.680]

При образовании кристалла каждой электронной конфигурации соответствует свой набор энергетических зон, перекрытие и смешивание которых чрезвычайно усложняет электронную структуру переходных металлов. Важно. при этом, что ближайшая окрестность уровня Ферми, определяющая кинетические свойства металлов, оказывается заполненной электронными состояниями с самым различным законом дисперсии, а сама поверхность Ферми являет собой объект весьма сложной формы. [c.21]

Для рассматриваемых здесь переходных металлов можно ожидать появления особенностей, обусловленных наличием на поверхности Ферми. электронных -состояний высокой плотности. [c.28]

Таким образом, высокотемпературная проводимость переходного металла мол<ет быть представлена в виде произведения двух сомножителей. Один из них, получаемый интегрированием по поверхности Ферми, фактически представляет собой проводимость, умноженную на плотность состояний -зоны на уровне Ферми. Обозначая проводимость Сто(7), имеем [c.30]

Ферми перерезает -зоны. Такая ситуация типична для переходных металлов, и поэтому зонная структура вблизи поверхности Ферми очень сложна. [c.110]

Расчеты для переходных металлов показывают важность учета НМТ-поправок. Кроме того, при полуэмпирическом определении формы поверхности Ферми для Мо и У было найдено [246], что учет отклонений от МТ-формы позволяет добиться лучшего согласия с экспериментом. [c.120]

Несмотря на такое большое число работ, вопрос остается открытым, и в литературе возникают дискуссии о важности учета отклонений потенциала от МТ-формы. Так, на примере Р>Ь, КЬ, Р(3, представляющих характерные переходные металлы с полностью пустой (КЬ), наполовину заполненной (КЬ) и полностью заполненной (Рс1) -зоной, была исследована важность НМТ-поправок [260]. Оказалось, что поправки влияют на зонную структуру очень мало, сдвиги уровней составляют порядка (0,002 0,01) Ку, причем они, как и следовало ожидать, больше для КЬ. Однако вскоре появилась статья [261], где был проведен релятивистский расчет зонной структуры и поверхности Фер] [п для КЬ. Было найдено, что поправки к МТ-форме очень сильно влияют на результаты расчета. Заметим, что процедура построения потенциала, пспользованная в [261], была иной, чем в [260]. Наибольшие отличия, вносимые НМТ-поправками, возникают для орбит электронов на поверхности Ферми учет НМТ-формы приводит к появлению новых, не существовавших ранее орбит, что должно наблюдаться в эксперименте. [c.120]

Это резонансное описание электронной структуры переходных металлов физически и математически эквивалентно двухзонной модели ( 10.2). Однако оно обладает значительными преимуществами — цельностью логического построения и эффективностью при практических расчетах. Выясняется, например, что ширина -зон определяется главным образом шириной резонансного уровня Г в формуле (10.38). Последняя величина в свою очередь определяется деталями хода ячеечного потенциала и ч (г) и, таким образом, априори вводимым самосогласованным полем атома или иона в данном узле. Величины и Г для различных металлов можно вычислить последовательным образом и проверить ответ, сравнивая результаты расчетов зонных структур с экспериментальными данными о поверхностях Ферми. [c.472]

Как мы уже видели, для благородных и переходных металлов общим является то, что их поверхности Ферми могут быть хорошо описаны с помощью параметризованных зонных структур, в которых подгоночными параметрами служат сдвиги фаз т] и энергии Ферми . При этом наличие у параметров физического смысла опять связывается с тем, насколько хорошо зависимость от деформации выбранных параметров согласуется с предсказаниями теории. [c.295]

Поверхности Ферми поливалентных переходных металлов (как с незаполненными /-оболочками, так и с незаполненными /-оболочками) сложнее, чем те ПФ, которые мы до сих пор рассматривали. Это объясняется главным образом тем, что уровень Ферми находится как раз в середине /-зоны, так что модель свободных электронов нельзя использовать даже в качестве грубого приближения при интерпретации сложного спектра частот дГвА. Дополнительное усложнение заключается в том, что в некоторых из этих металлов достаточно сильное обменное взаимодействие приводит к ферромагнетизму, а в Р1 и Рс1 электрон-электронное взаимодействие обусловливает сильный парамагнетизм. Несмотря на эти трудности, за последние 15 лет произошел значительный прогресс в расшифровке сложных ПФ большинства переходных металлов (обзор см. в работе [284]). Это произошло как благодаря усовершенствованиям в технологии, которые дали возможность получать чистые и достаточно совершенные монокристаллические образцы, так и благодаря улучшению измерительной и вычислительной техники и развитию теории зонной структуры. Все это позволило успешно интерпретировать экспериментальные данные. В последующем рассмотрении мы остановимся только на некоторых важных моментах и приведем несколько примеров для иллюстрации сложности результатов. Мы не будем обсуждать редкоземельные металлы (с незаполненными /-оболочками) отметим только, что они обладают особенно сложными поверхностями Ферми, о которых пока еще далеко не все известно подобный обзор содержится в работе [480]. [c.272]

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 Р(1 с Ag Т. достигает 86 мкВ/К). Т. велика из-за того, что ср. энергия эл-нов в потоке сильно отличается от энергии Ферми. Иногда быстрые эл-ны обладают меньшей диффуз. способностью, чем медленные, и Т. меняет знак. Величина и знак Т. зависят также от формы ферми-поверхности, разл. участки к-рой могут давать в Т. вклады противоположного знака. Знак Т. металлов иногда меняется на противоположный при низких темп-рах. В дырочных ПП на холодном контакте скапливаются дырки, а на горячем остаётся нескомпенсированный отрицат. заряд (если аномальный механизм рассеяния или эффект увлечения не приводят к перемене знака Т.). [c.756]

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]

В магн. восприимчивость М. вносят вклад и ионы у непереходных М. ионы диамагнитны, а у переходных, как правило, парамагнитны (см. Магнетизм). Из-за вырождения электронного газа кТ ё р) парамагн. восприимчивость электронного газа слабо зависит от Т (см. Паули парамагнетизм). В сильном магн. поле (рЯ> кТ) у металлич. монокристаллов осциллирует как ф-ция . 1Н с частотами, пропорц. площадям экстремальных сечений поверхности Ферми (эффект де Хаа-за — ван Альфееа, см. Квантовые осцилляции в магнитном поле). [c.118]

Выявлены я др. металлич. системы, в к-рых имеет место переход иа парамагн. состояния в состояние с С. п. в. К ним относятся редкоземельные металлы и их сплавы с переходными металлами, обладающие геликоидальной антиферромагн. структурой. В этих веществах поверхность Ферми имеет конгруэнтные ленточные участки (б 0). Примерами таких систем служат Ец и сплавы У и 8е с тяжёлыми редкоземельными металлами (ТЬ, Ой, Ву, Но). В сплавах У и 8с с Ег и Тт реализуется синусоидальная антиферромагн. структура, т. е. С. п. в., происхождение к-рой также связано с особенностью поверхности Ферми. [c.637]

Для соединения отсеков, закрепления грузов и передачи сосредоточенных сил используются кронштейны, балки, рамы, стержневые фермы и оболочки. Выбор того или иного переходного элемента определяется конкретными конструктивно-компоновочными условиями. При этом в качестве общих соображений можно привести следующие. Кронштейны и балки применяются при малой высоте детали, рамы используются при наличии компоновочных ограничений. При больших расстояниях до пристыковочных поверхностей применяются стержневые фермы. Их преимуществом являются конструктивно-технологическая простота и малая масса, несмотря на большие габариты. В осесимметричных конструкциях наряду со стержневыми фермами могут использоваться также оболочки. В данной главе рассмотрен pa feT прочности и проектные методы некоторых перечисленных конструкций и элементов соединений, использующихся в разъемных узлах. [c.316]

В свободном атоме З -уровни сильно связаны (т. е. им соответствуют низкие энергии), поэтому, когда атомы сближаются и образуют кристалл, Зс -уровни будут уширяться меньше, чем 4s-ypoBHH (фиг. 47). Brf-зона пятикратно вырождена I = 2), и, поскольку ширина этой зоны AiE gd (фиг. 47) меньше, чем плотность состояний в Sd-зояе долж на быть гораздо больше, чем в зоне проводимости (фиг. 48). Если центр с -зоны расположен ненамного ниже верхнего края зоны проводимости и Зй-зона не заполнена (как это в действительности имеет место у переходных элементов), то можно ожидать, что уровень Ферми будет лежать в rf-зоне. Тогда плотность состояний на поверхности Ферми будет значительно больше, чем у нормальных металлов. Эти простые рассуждения качественно объясняют многие наблюдаемые свойства переходных металлов, зависяш.ие от плотности состояний, например их большую теплоемкость (разд. 6.2) и магнитную восприимчивость (разд. 6.3). [c.124]

Эти рассуждения, объясняющие магнетизм переходных Зй-але-ментбв и сплавов, покоятся на очень шатком фундаменте и фактически основаны на арифметике. В свете современных знаний, когда известно, что поверхность Ферми у никеля имеет ту же топологию, что и у меди (она касается границы зоны Бриллюэна в направлениях [111]), допущения, используемые в предыдущих абзацах для объяснения внутренних магнитных моментов, становятся менее привлекательными. Нелегко донять, почему имеет место контакт поверхности Ферми с границей зоны, когда зона заполнена лишь на одну четверть. [c.128]

Шесть карманов , имеющих форму октаэдров, расположены в углах зоны и содержат дырки Все они эквивалентны, т. е. каждый иэ них можно перевести в любой другой путем трансляции на вектор обратной решетки, поэтому любой из этих октаэдров содержит все физически различные уровни. Двенадцать меньших карманов в центрах граней зоны (видны только пять из них) также являются дырочными. Структура в центре представляет собой электронный карман . Вольфрам обладает четным числом злектроновТи относится поэтому к компенсированным металлам. Отсюда следует, что объем большого дырочного кармана в сумме с шестью объемами малого дырочного кармана равен объему электронного кармана в центре зоны. Как и Должно быть, для поверхности Ферми, образованной целиком из замкнутых карманов , наблюдаемое магнетосопро-тивпение квадратично зависит от Н при всех направлениях попя, что характерно для компенсированного металла без открытых орбит. Заметим, что изображенная поверхность в отличие от рассматривавшихся ранее не может быть получена путем деформации поверхности Ферми свободных электронов. Это связано с тем, что уровень Ферми лежит в с(-аоне, и характерно для всех переходных металлов. [c.307]

Сначала мы несколько более подробно рассмотрим благородные металлы, поскольку они имеют сравнительно простые поверхности Ферми, хотя для всех них, не считая Си, деформационная зависимость пока исследована менее полно, чем для некоторых более сложных переходных металлов. К настоящему времени основательнее всего изучена зависимость от давления наиболее точные результаты, полученные методом передачи давления через жидкий гелий [429, 431], собраны в табл. 5.6. Поскольку ПФ благородных металлов сохраняют некоторое сходство со сферой свободных электронов (хотя, конечно, их искажения гораздо значительнее, чем для щелочных металлов), полезно описать наблюдаемую зависимость частот дГвА (т.е. экстремальных площадей Л) от давления путем сравнения с зависимостью от давления площади Л диаметрального сечения сферы свободных электроно1в. Таким образом, если при изменении ПФ сохраняется точное подобие сфере свободных электронов, мы должны получить [c.295]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...