Фазовые переходы в диэлектриках

Магнитное поле, как уже указывалось, в большинстве случаев не изменяет существенно свойств диэлектриков, которые преимущественно являются диамагнетиками или парамагнетиками. Магнитные воздействия на диэлектрик используются главным образом в магнитной спектроскопии, позволяющей исследовать микроструктуру дефектов и критические явления в окрестностях фазовых переходов в диэлектриках. Важнейшими из спектроскопических методов исследования диэлектриков являются электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) и ядерный магнитный резонанс (ЯМР) [3-5, II]. [c.25]

ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ В ДИЭЛЕКТРИКАХ [c.94]

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]

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]

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]

Многие вещества имеют несколько кристаллических фаз или аллотропических модификаций. В кристаллических и аморфных телах наблюдаются, кроме того, фазовые переходы второго рода, а в металлических материалах — переходы проводник—диэлектрик . У таких веществ фазовая диаграмма будет иметь не одну, а несколько тройных точек. В некоторых из этих точек в равновесии будут находиться две кристаллические модификации и жидкая (рис. 3.11) или газообразная фаза (рис. 3.12) или три кристаллические фазы (рис. 3.11). Равновесие газообразной, жидкой и одной из кристаллических фаз возможно только в одной точке, которая является основной тройной точкой. Фазовая диаграмма воды, у которой известны пять кристаллических модификации (///i, +///, ), изображена на рис. 3.14. Обычный лед р-ю мпа представляет собой кристаллическую модификацию ///j, остальные модификации образуются 200 при достаточно больших давлениях. Область [c.215]

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]

Диэлектрик как преобразователь наиболее эффективен в окрестности структурных превращений (фазовых переходов). Кристаллы, поликристаллы, жидкие кристаллы в окрестности фазовых переходов представляют собой вещества, чрезвычайно чувствительные к внешним воздействиям, потому что вблизи таких переходов устойчивое (равновесное) положение частиц, образующих [c.5]

При у=0 эти формулы переходят в соответствующие равенства для диэлектрика и в очень ясной форме представляют влияние проводимости среды на характеристики волны. Видно, что наличие проводи юсти среды приводит к увеличению волнового числа, появлению сдвига фаз между векторами поля и затуханию волны, уменьшению фазовой скор ости и длины волны, увеличению 5 относительно . [c.112]

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]

Наиб, подходящей моделью для микроскопич. описания фазового перехода в состояние с С. п. в. является модель экеитонного диэлектрика. В системах с С. и. в. появляются щель Д в электронном энергетич. спектре II особенности плотности состояний на краях этой щели. С этим связаны особенности оптич., кинетич., магн., упругих и др. свойств С. и. в. От краёв щели отщепляются спин-поляриаов. состояния, отсутствующие в парамагн. фазе и приводящие к резонансным аномалиям кинетич. свойств. Необычно и поведение дефектое в окрестности дефекта происходит дополнит, перераспределение спиновой плотности, т. е, формиру-ОЭО ется ближний антиферромагн. порядок, сохраняющий- [c.636]

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]

Введенный вновь материал распределен по всем трем разделам книги. В качестве неполного перечня новых вопросов отметим в ч. I параграфы, посвященные изложению термодинамики диэлектриков и плазмы, парадоксу Гиббса и принципу Нернста, в ч. II — теорию орто- и парамодификаций, теорию тепловой ионизации и диссоциации молекул, дебаевское экранирование, электронный газ в полупроводниках, формулу Найквиста и особенно главу Фазовые переходы , в ч. III — параграфы Безразмерная форма уравнений Боголюбова , Методы решения уравнения Больцмана , параграфы, посвященные затуханию Ландау, кинетическому уравнению для плазмы и проблеме необратимости. Существенно переработана и расширена глава Элементы неравновесной термодинамики , в которой помимо более детального рассмотрения области, близкой к равновесию, введен параграф, посвященный качественному рассмотрению состояний, далеких от равновесия. [c.7]

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]

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]

Система уравнений решается в области / О, О s Л/ = Л/ .ф + + Л/пл, где М — масса веш ества в ускорителе, отнесенная к единице площади поперечного сечения (так называемый единичиый ускоритель). Величина массы М неизменна во времени, в то время как составляющие ее масса конденсированной фазы (диэлектрика) Л/ ,ф и масса плазмы Мпл изменяются в процессе фазового перехода. Указанное обстоятельство делает целесообразным использоваппе в задаче лагранжевой массовой переменной , ибо в этом случае границы пространственной области О s М оказываются неподвижными по массо. Ксли же систему уравиений (7.1) решать лишь в области, занятой плазмой Мпл(0, то возникает дополнительная задача определения на каждый момент времени положения границы области Кроме того, лагранжевы массовые переменные удобны при анализе процессов вблизи границы плазмы с диэлектриком, где в узкой пространственной зоне происходит резкое (на несколько порядков) изменение плотности. Использование в этом случае эйлеровых переменных привело бы к значительным трудностям при выборе в этой зоне разностной сетки. Будем считать, что левая граница области О < s М — точка s = О — соответствует левой границе диэлектрика, а координата s = М — границе плазмы с вакуумом. Подобласть 0 5<М ф(/) отвечает конденсированной фазе (диэлектрику), а Л/ ,ф(/) (Л/— 71/ .ф(г) = = М л) —зоне, запятой плазмой. Точка s ( ) = Мк.ф (О есть положение поверхности, где осуществляется фазовый переход. В процессе расчетов она явно не выделяется, благодаря использованию однородных разностных схем расчет осуществляется скво.чным образом. При s = О и s = М ставятся следующие краевые условия [c.352]

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]

Термопластичный материал не смачивается водой и не набухает, имеет наиболее высокие диэлектрические свойства из всех известных диэлектриков. Эти свойства почти не меняются при температуре от —60 до +200 С и практически зависят от частоты. Дугостоек. Превосходит по стойкости к агрессивным средам золото и платину. Обладает хладо-текучестью под нагрузкой и невысокой твердостью, имеет большой коэффициент линейного теплового расширения. Детали нельзя нагружать даже при нормальной температуре выше 30 кг/см . Изделия отличаются большой на-гревостойкостью и морозостойкостью. Температура фазового перехода +327 С. Материал незаменим в качестве электроизоляционного в технике высоких частот [c.13]

Экспериментально обнаружены переходы нек-рых диэлектриков в полупроводники и фазы с металлич. проводимостью. В последних исчезает энергетич. щель между валентной зоной и зоной проводимости. В одних вeн e твax металлизация происходит путём фазового перехода с резким скачкообразным изменением кристаллич. структуры и физ. свойств (напр., в Ge, Si и мн. полупроводниковых соединениях типа АП1 В и АН BVI), в других — изменение зонной структуры, электрич. свойств и кристаллич. структуры происходит [c.550]

К. ф. включает в себя кинетическую теорию газов из нейтральных атомов пли молекул, статистич, теорию неравновесных процессов в плазме, теорию явлений переноса в твёрдых телах (диэлектриках, металлах и полупроводниках) и жидкостях, кинетику магн. процессов и теорию кинетич. явлений, связанных с прохождением быстрых частиц через вещество. К ней же относятся теория процессов переноса в квантовых жидкостях и снерхпроводниках и кинетика фазовых переходов. [c.354]

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]

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]

СЕГНЕТОЭЛЁКТРИКИ — кристаллич. диэлектрики (полупроводники), обладающие в определённом диана-гоне темп-р спонтанной поляризацией, к-рая существенно изменяется под влиянием внеш. воздействий. Структуру С. можно представить как результат фазового перехода кристалла с искажением структуры (понижением симметрии) из неполярной структуры (пара-электрич. фазы) в полярную (сегнетоэлектрич. фазу). В большинстве случаев это искажение структуры такое же, как и при воздействии электрич. поля на кристалл в неполярной (п а р а э л е к т р и ч.) фазе. Такие С. ваз. собственными, а искажение неполярной структуры связано с появлением спонтанной электрич. поляризации. В ряде С. поляризация возникает как вторичный эффект, сопровождающий перестройку структуры, к-рая не связана непосредственно с поляризацией и не может быть вызвана электрич. полем. Такие С. наз. несобственными. [c.477]

ЭЛЕКТРОСТРЙКЦИЯ—деформация диэлектрика, пропорциональная квадрату приложенного электрич. поля (или поляризации). Электрострикционная деформация не меняет знак при изменении направления поля на противоположное. При наличии обратного пьезоэлектрич. эффекта (линейной связи деформации и поля см. Пьеюэлек-трики) Э. выступает в качестве малой нелинейной добавки к нему. В отличие от пьезоэлектрич. эффекта, у Э. нет обратного эффекта, но есть термодина.мически сопряжённый эффект — изменение диэлектрической проницаемости пол действием механич. напряжения (аналог фотоупруго-сти), Коэф. Э. является тензором 4-го ранга, несимметричным по перестановке 1-й и 2-й пар индексов и симметричным по перестановке индексов внутри 1-й и 2-й пар. Тензор Э. характеризуется в общем случае (триклинная симметрия) 36 компонентами. Э. может иметь место в центросимметричных кристаллах и в изотропной среде. В сегнето-электриках с центросимметричной исходной (неполярной) фазой эффект Э. велик в области фазового перехода, а в сегнетоэлектрич. фазе пьезоэлектрич. эффект можно [c.594]

Домены в сегнетоэлектриках существуют при температурах, не превышающих некоторой температуры б, — температуры так называемой сегнето-электрической точки Кюри. При температуре 9 в сегнетоэлектрике происходит фазовый переход второго рода — кристалл переходит из сегнетоэлек-трического состояния в обычное диэлектрическое состояние. При сегнетоэлектрик ведет себя как обычный диэлектрик, причем зависимость его диэлектрической проницаемости от температуры в этой области температур описывается соотношением [c.89]

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]

Резкие изменения — скачки проводимости в зависимости от изменяющейся напряженности электрического поля — могут наблюдаться не только в области фазовых переходов или при электрическом пробое, но и при инжекции электронов и дырок в диэлектрик. Процессы инжекции происходят в сравнительно сильных электрических полях и приводят к различным неравновесным явлениям, наиболее важные из которых обусловлены током, ограниченным пространственным зарядом (ТОПЗ). Избыточные электроны или дырки, введенные в кристалл при инжекции из электродов, позволяют получить важную информацию о концентрации и структуре дефектов в диэлектриках и широкозонных полупроводниках. Миогие структурные дефекты в кристаллах оказываются своеобразными ловушками , которые захватывают инжектированные носители за- [c.46]

Фазовые переходы, возникающие при изменении параметров окружающей среды в диэлектриках и полупроводниках некоторых классов, сопровождаются существенной перестройкой их электронной, фононной, дипольной, магпониой или иных подсистем. В кристаллах такая перестройка связана с изменением их симметрии в окрестности ФП [3, 4]. В полимерах разнообразие ФП определяется особенностями кинетики межмолекулярных взаимодействий возникают ориентационное плавление, кристаллизация, стеклование и пр. В жидких кристаллах ФП соответствуют появлению или изменению линейного, плоскостного или винтообразного упорядочения анизометричных молекул. [c.95]

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]

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.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...