Квантовая диффузия в кристаллах

В русском переводе книга выходит через пять лет после английского издания. Мы решили воспользоваться этой возможностью, чтобы внести некоторые изменения. Надеемся, что они будут способствовать улучшению книги. Прежде всего, мы восстановили полный текст тех параграфов и разделов, которые, на наш взгляд, имеют важное методическое значение, но были сокращены в английском издании исключительно из соображений объема. В главе 4, посвященной квантовой кинетической теории, добавлен параграф о связи эффектов памяти в кинетических процессах с законами сохранения. В главе 5 добавлено приложение, в котором обсуждается относительно новое и интересное явление — квантовая диффузия в кристаллах. Наибольшие изменения коснулись главы 6 из второго тома, куда включен ряд последних результатов в методе неравновесных функций Грина. И, наконец, в главе 7 более подробно, чем в английском издании, обсуждается применение методов неравновесной статистической механики в теории лазерной генерации. Были исправлены также опечатки, замеченные в английском издании книги. [c.9]

Д. Квантовая диффузия в кристаллах [c.412]

Этот уровень исследований позволил развить фундаментальные представления о несовершенстве в кристаллах и особенно о дислокациях, их взаимодействиях и, движении, о силах упругости с точки зрения квантовой механики, о диффузии атомов в твердых телах ИТ. д., которые являются физической основой для решения основных задач прочности и долговечности материалов, [c.59]

Андреев А. Ф. Диффузия в квантовых кристаллах.— УФП. [c.349]

Медленная Р. в жидкостях и тв. телах также описывается ур-ниями гидродинамики, диффузии, теплопроводности и т. д., однако релаксац. и кинетич. коэфф. в случае обычных жидкостей не могут быть в общем случае выражены через вероятности микроскопич. процессов. В случае квантовых жидкостей и кристаллов кинетич. коэфф. выражаются через вероятности столкновений квазичастиц. Напр., теплопроводность диэлектрика пропорц. длине свободного пробега фононов, а электропроводность металлов и ПП — длине пробега эл-нов проводимости. Квазичастицы имеют конечные времена жизни, к-рые могут служить для оценки времён Р. в тв. телах (напр., время Р. полупроводника после выключения освещения определяется временем рекомбинации эл-нов и дырок). [c.633]

Морозов В.Г. Квантовая диффузия в кристаллах. Препринт ИФКС-92-8Р. — Львов Институт физики конденсированных систем, 1992. [c.428]

Возвращаясь теперь к выражению (5Д.60) для коэффициента диффузии, мы обнаруживаем, что сходимость интеграла по времени обеспечивает лишь учет взаимодействия примесных атомов с электронами. Если рассматривать только однофононные процессы, то коэффициент диффузии, вычисленный по формуле (5Д.60), будет иметь бесконечное значение. С физической точки зрения это означает, что поглощение и испускание виртуальных фононов не может привести к локализации примесного атома. Окруженный облаком виртуальных фононов, он движется в кристалле как свободная квазичастица — примесон . Таким образом, для правильного описания квантовой диффузии в диэлектриках, где примеси взаимодействуют лишь с колебаниями решетки, необходимо учитывать многофононные процессы ). Однако для металлов рассмотренная нами модель кажется вполне разумной, если температура значительно меньше температуры Дебая и, следовательно, тепловые фононы практически отсутствуют. Сравнение значений коэффициента диффузии, вычисленных по формуле (5Д.60), с экспериментальными данными по диффузии мюонов в кристаллах меди было проведено Кондо [107]. Согласие между предсказаниями теории и экспериментом оказалось удивительно хорошим при температурах Т < 60К, причем квантовый (туннельный) механизм естественным образом объясняет наблюдаемый рост коэффициента диффузии с понижением температуры ). [c.423]

Динамика дефектов. Точечные дефекты типа при.ме-сей, вакансий или мсждоузельных ато.мов способны перемещаться в кристалле путём диффузии. Но классич. диффузию нельзя считать динамич. процессом, т, к. очередной скачок дефекта имеет случайное направление и только усреднение по больнюму числу дефектов может дать нек-руго направленность их движению. Иначе могут вести себя точечные дефекты в квантовом кристалле, когда для дефекта появляется возможность перехода из одного положения в соседнее путём квантового туннелирования (см. Туннельный эффект). В результате дефект может превратиться в квазичастицу — дефектен, свободно перемещающуюся в кристалле. [c.619]

В твёрдом Не возможно туннельное просачивание атомов из одного положения равновесия в другое. Эта квантовая диффузия приводит к тому, что коэф. диффузии 05 0 при Г=0 К. Делокализация атомов, связанная с туннельными переходами, превращает примесные атомы и вакансии в своеобразные квазичастицы примесоны, вакансио-нь1). Они определяют свойства квантовых кристаллов. [c.46]

Мы рассмотрим пример процесса диффузии, который представляет большой интерес для физики твердого тела. Речь пойдет о диффузии легких примесей (прежде всего, изотопов водорода, атомов гелия и мюопов) в кристаллах. Ряд удивительных закономерностей этого явления связан с тем, что при достаточно низких температурах легкие примеси не перемещаются по кристаллу за счет классических надбарьерных перескоков, а совершают квантовые туннельные переходы [81]. При очень низких температурах атомы примеси полностью делокализованы и ведут себя как газ квазичастиц [c.412]

Этот гамильтониан описывает так называемые поляронные эффекты. Так как примесный атом может вызывать заметное локальное искажение решетки кристалла, поляронные эффекты играют важную роль в квантовой диффузии. [c.414]

Первые попытки применения квантово-механической теории энергетического состояния электронов в диэлектриках и полупроводниках к интерпретации фотохимических и фотоэлектрических явлений в щелочно-галоидных кристаллах принадлежат П. С. Тар-таковскому [71]. На основе имевшихся в то время экспериментальных данных и общих соображений об энергетических уровнях в кристаллах Тартаковским впервые была построена схема энергетических уровней для ряда щелочно-галоидных соединений с учетом локальных электронных состояний различных центров окраски. Анализируя электронные переходы между различными уровнями энергии кристалла, можно было объяснить ряд оптических и фотоэлектрических свойств окрашенных кристаллов ще-лочно-галоидных соединений с единой точки зрения. Однако в отличие от полупроводников, для которых свет в области их фундаментального поглощения является фотоэлектрически активным, в щелочно-галоидных кристаллах не наблюдается внутреннего фотоэффекта под действием света в области первой полосы собственного поглощения. По этой причине попытки применения зонной теории к толкованию всей совокупности явлений, связанных с собственным поглощением, фотопроводимостью и люминесценцией щелочно-галоидных кристаллов наталкивались на существенные затруднения. Некоторые фундаментальные экспериментальные факты относительно свойств окрашенных щелочно-галоидных кристаллов не получили объяснения ни в энергетической схеме Тарта-ковского, ни в подобных более всеобъемлющих схемах, предлагавшихся позднее. В частности, оставалась совершенно непонятной сама возможность образования в кристалле столь устойчивой окраски под действием света или рентгеновых лучей, какая в действительности наблюдается у щелочно-галоидных кристаллов. В самом деле, при образовании в процессе фотохимического окрашивания свободных электронов, локализующихся затем на уровнях захвата, в верхней зоне заполненных уровней энергии должны образоваться свободные положительные дырки. Вследствие диффузии этих дырок в верхней зоне заполненных уровней вероятность их рекомбинации с электронами, локализованными в центрах окраски, должна быть достаточной, чтобы кристалл быстро обесцветился даже в темноте. Между тем, известно, что окраска кристалла весьма устойчива и сохраняется в темноте очень продолжительное время. Возможность локализации положительных дырок в предлагавшихся квантово-механических моделях не рассматривалась. [c.30]

К. д. наблюдается для легких примесных частиц (атомов II или мюонов) в металлах, а также для разл, точечных дефектов в гелии твёрдом (вакапснй, изотопич. примесей, перегибов па дислокациях, дефектов поверхности). В последнем случае К. д. существенна для объяснения кристаллизационных волн. Для нек-рых точечных дефектов К. д. происходит только вдоль онредел. осей или плоскосте кристалла, а диффузия вдоль остальных направлений является чисто классической, К. д, приводит также к особеииостям внутр. трения в квантовых кристаллах. [c.268]

Таковы результаты, полученные на чистых кристаллах (без примесей). Может показаться удивительным, что даже для не-сенсибилизированного бромистого серебра квантовый выход диссоциации был найден близким к единице — значение, которое едва ли может быть превышено в присутствии сенсибилизатора. Для понимания роли сенсибилизатора следует уяснить следующее обстоятельство в крупных механически деформированных ) монокристаллах, использованных Гильшем и Полем [9], стабилизация первичных продуктов реакции происходит в результате их диффузии из сравнительно крупных областей кристалла и ассоциации в крупные агрегаты. В случае весьма мелких микрокристаллов фотографической эмульсии такая стабилизация невозможна, если было поглощено только небольшое число световых [c.103]

В настоящее время есть все больше оснований полагать, что, кроме трансляционных дислокаций, точечных и других дефектов (в каноническом восприятии этих понятий), в механических характеристиках и структуре большую роль играют также другие возбуждения решетки. Так, некоторые наблюдения наводят на мысль о возможности массопереноса по специфическим механизмам, которые не сводятся ни к дислокационным явлениям, ни к классической диффузии. Подобного рода факты получены при изучении алюмоиттриевых гранатов, подвергаемых царапанию и вдавливанию индентором. Неожиданный вывод получен на основе квантово-механических расчетов, допускающих возможность столь сильного взаимодействия электронной и решеточной подсистем при больших давлениях (например, в зонах концентрации напряжений), в результате которого можно говорить об особом и очень сильном возбуждении кристалла, кардинальным образом изменяющем его потенциальный рельеф. В настоящее время все больше склоняются к предположению о дисклинационной природе аморфных веществ, в частности, изготовленных пластическим деформированием, Данное обстоятельство позволяет думать о действительном существовании со- [c.3]

В рамках теории, романтически названной теорией квантовых кристаллов . Происхождение такого названия связано с тем, что в классической теории предположение 2 должно выполняться во всяком твердом теле при достаточно низкой температуре. Лишь в силу принципа неопределенности отклонения ионов от положений равновесия сохраняются при любых, сколь угодно низких температурах. [Нулевые колебания есть во всех кристаллах. Это, конечно, квантовое свойство. Однако квантовыми кристаллами называют только кристаллы гелия, которые занимают промежуточное положение между квантовыми жидкостями и обычными кристаллами. В квантовых кристаллах дефекты (в частности, вакансии) не локализованы, а в виде своеобразных квазичастиц распространяются по кристаллу. Это приводит к тому, что коэффициент диффузии и самодиффузии в квантовых кристаллах не обращается в нуль при Т 0. — Прим. ред.] [c.51]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...