Магнитные поверхностные состояния

Магнитные поверхностные состояния [c.141]

Факт существования магнитных поверхностных состояний и квантованных канальных состояний в полупроводниках явно свидетельствует о широком распространении явления зеркального отражения электронов проводимости при касательном падении на поверхность кристалла. Это находится в полном согласии с точкой зрения, выраженной в предыдущих разделах и ранее [c.143]

Где (6) — параметр Фукса, получаем для магнитного поверхностного состояния п [c.144]

ЭТИХ расчетов лежит вычисление полной энергии, в то время как доля поверхностных электронов уменьшается с ростом размера системы в направлении х. Такие поверхностные состояния нужно было бы принимать во внимание, если бы мы рассчитывали восприимчивость через полный момент системы, а не через полную энергию. Вместе с тем, мы видим, что вследствие изменения этих поверхностных состояний вряд ли можно ожидать (как это было в случае классической системы) исчезновения плотности тока вблизи поверхности, хотя это должно иметь место во внутренней области. Возникновение соответствуюшей восприимчивости можно понять, рассматривая поверхностные токи, которые возникают в магнитном поле. [c.281]

Фиг. 72. Возможные поверхностные состояния в магнитном поле показаны сплошными линиями для случая граничных условий, требующих обращения в нуль функции в точке х = 0.

При индукционном нагреве напряженность магнитного поля Я на поверхности нагреваемого объекта в сотни раз превосходит критическое значение Якр, так как удельные мощности составляют сотни ватт и киловатты на квадратный сантиметр. Следовательно, поверхностные слои находятся в состоянии сильного магнитного [c.23]

Сверхпроводимость— состояние некоторых проводников, когда их электрическое сопротивление становится пренебрежимо малым сверхпроводник имеет удельное сопротивление р в 10 раз меньше, чем медь, т. е. величину порядка 10 ом мм 1м. Сверхпроводимость появляется ниже определенной, так называемой критической температуры Т р. Наиболее высокая критическая температура 20,05°К зарегистрирована для твердого раствора ниобия, алюминия и германия, состав которого соответствует формуле Nbg Ово.з-Для остальных сверхпроводников эта температура ниже, около 4—10° К. Если сверхпроводник при Т < поместить в поперечное магнитное поле, то состояние сверхпроводимости сохраняется лишь ниже определенной, так называемой, критической напряженности магнитного поля Я р. Когда по сверхпроводнику, находящемуся в поперечном магнитном поле с Я-< Я,.р при температуре Т < Ткр пропускают электрический ток, то состояние сверхпроводимости сохраняется только ниже определенной, так называемой, критической плотности тока / р. Критические параметры Г р, Я р, Укр и закономерности их изменения играют важную роль при исследованиях. сверхпроводников. Обычно / р относят к определенным значениям напряженности поля Н и температуры Т. В сверхпроводящем состоянии магнитное поле за счет экранирующих токов в поверхностном слое проводника почти полностью вытесняется иЗ всего сечения за исключением этого слоя, где поле проникает на глубину, примерно, 5 10 МК.М. Различают сверхпроводники первого и второго рода. [c.277]

Контроль структуры и механических свойств изделий осуществляют путем установления корреляционных связей между контролируемым параметром (температурой закалки и отпуска, твердостью и т. д.) и какой-либо магнитной характеристикой (или несколькими). Успешно контролируется состояние поверхностных слоев (качество поверхностной закалки, азотирования и т. д.), а также наличие а-фазы. [c.6]

Структурное состояние металлов и сплавов влияет на их электрические и магнитные характеристики. Благодаря этому оказывается возможным контролировать не только однородность химического состава, но и структуру металлов и сплавов, а также определять механические напряжения. Широко применяют вихретоковые измерители удельной электрической проводимости и другие приборы для сортировки металлических материалов и графитов по маркам (по химическому составу). С помощью вихретоковых приборов контролируют качество термической и химико-термической обработки деталей, состояние поверхностных слоев после механической обработки (шлифование, наклеп), обнару- [c.83]

Имеется несомненная, в ряде случаев однозначная, связь между электрическими характеристиками и структурным состоянием металлов и сплавов после термической обработки или поверхностного упрочнения. Эти операции создают значительные сжимающие напряжения в поверхностных слоях и способствуют увеличению сопротивления -материалов разрушению. Физическая сущность происходящих при этом процессов связана с кристаллическим строением металлов. Для суждения о глубинных явлениях происходящих в недрах кристаллической решетки проводящих ток материалов, используют механические и физические методы испытаний, основанные на рентгеновском излучении, ультразвуковых колебаниях, магнитных явлениях, термо-э. д. с., электрическом сопротивлении и, наконец, вихревых токах. [c.3]

В гл. 7 мы указывали на связь между магнитной проницаемостью и механическими напряжениями. Возможность количественной оценки остаточных напряжений в ферромагнитных материалах высказывалась многими исследователями Л. 2, 5]. Имеются работы по оценке этих напряжений с помощью низкочастотных электромагнитных приборов с проходной катушкой, дающих интегральную характеристику состояния образца по всему периметру на сравнительно большую глубину [Л. 47]. Определенные возможности здесь открывает применение приборов с накладной катушкой, работающих на частотах от 1 до 2 000 кгц [Л. 9, 29]. Механические воздействия вызывают в поверхностном слое ферромагнитного металла структурные изменения, которые фиксируются этими приборами. Изменения происходят в очень тонком слое, обычно не превышающем 20 мкм, где и появляются очаги будущих трещин. [c.158]

Рие. 2. Фазовая диаграмма для сверхпроводника 2-го рода в форме длинного цилиндра в продольном магнитном поле 1 — нормальное состояние 2 — поверхностная сверхпроводимость з — смешанное состояние 4 — полный аффект Мейснера. [c.442]

Переход металла из нормального в сверхпроводящее состояние сопровождается изменением его магнитных свойств. Это изменение заключается в том, что магнитное поле не проникает внутрь массивного сверхпроводника, точнее говоря, магнитное поле существует только в тонком поверхностном слое толщиной 10" см. Следовательно, в толще массивного сверхпроводника [c.150]

Повышения магнитных свойств (прежде всего, уменьшения магнитных потерь) электротехнических сталей можно добиться путем формирования особого состояния поверхностного слоя. Для этого используют специальные покрытия, создающие улучшающее магнитные свойства напряженное состояние в поверхностных слоях материала. Применяют лазерную и электроннолучевую обработку. [c.544]

Магнитное поле в объеме сверхпроводников при температурах ниже критической равно нулю. Металл становится диамагнетиком — материалом, приобретающим во внешнем магнитном поле магнитный момент, направленный против намагничивающего поля. Поэтому при переходе материала в сверхпроводящее состояние внешнее магнитное поле выталкивается из его объема и остается лишь в тонком поверхностном слое толщиной около 10" мм. Это явление называется эффектом Мейснера. [c.827]

Простой системой является любая макроскопически однород пая и изотропная система, внутреннее состояние которой пренебрежимо мало изменяется под действием поверхностного натяжения (капиллярности), внешних силовых полей (электрических, магнитных и гравитационных), а также деформации твердых фаз (например, деформации сдвига). [c.18]

Классические модели рассматривались, вне сомнения, потому, что циклотронный радиус значительно больше длины волны электрона, но и в модели скольжения, и в модели перескока имеется критическая точка поворота, где длина волны электрона в направлении, перпендикулярном поверхности, становится больше глубины скин-слоя. В этой точке классическая картина может стать совершенно ненадежной. Ван Гельдер [111] предпринял довольно сложное квантовое рассмотрение, в котором начальное и конечное состояния связываются матричными элементами, зависящими от осцилляций электрического поля, но упустил из виду дискретность этих состояний. Важность дискретной структуры магнитных поверхностных состояний была высказана Ни и Прэн-джем [104], Которые показали, что это предположение позволяет дать простое объяснение основных экспериментальных данных. Пики в Rs по этой теории возникают просто из-за переходов между магнитными поверхностными состояниями. В узком смысле эта теория является квантовым вариантом модели перескакивающих орбит Хайкина [110]. [c.142]

Мы можем отметить, что аналогичные магнитные поверхностные состояния существуют, согласно Пинкусу [114], в сверхпроводниках типа I. Это состояния в энергетическом зазоре сверхпроводника [115], вызванные неоднородностью токов Мейснера, которые ограничивают область существования магнитного поля Я в сверхпроводнике глубиной проникновения Лондона. Кох и Куо [116] наблюдали пики микроволнового поглощения в ин- [c.144]

ДНИ при частотах, лежащих ниже порога разрушения пар 2Д/Л, в магнитном поле, параллельном цилиндрическому участку поверхности Ферми, и обнаружили линейную частотную зависимость ш Я. Кох и Пинкус [117] интерпретировали этот факт как возбуждение из магнитных поверхностных состояний в БКШ-континуум. Автор думает, что четко определенные. состояния Пинкуса соответствуют неявному предположению о зеркальном граничном условии для волнового уравнения боголюбовских пар [114]. С другой стороны, Будзинский и Гарфункель [118] наблюдали широкий интервал полос поглощения в алюминии, которые Гарфункель [118] интерпретирует с помощью диффузного граничного условия для сверхпроводящей волновой функции. [c.145]

При расчете магнитной восприимчивости газа свободных электронов такие поверхностные состояния обычно не учитывакэтся. Эти [c.281]

Определим Ф как поток индукции внешнего магнитного ноля, искаженного присутствиелг тела. Тогда Ф есть величина, которую Ф принимает после перехода тела в сверхпроводящее состояние. При этом иоле искажается поверхностными токами сверхпроводимости. [c.617]

Как мы указывали выше, существуют два равноценных способа рассмотрения этого случая. В нервол способе переменными являются магнитная индукция В, магнитное поле Н и поверхностная плотность токов Мейснера j . Состояние образца отвечает следующим условиям [c.621]

Неоднородная намагниченность не сказывается до тех пор, пока такой образец находится в сверхпроводящем состоянии, носкольку магнитная индукция в его стенках равна нулю (благодаря наличию соответствующих поверхностных токов). Внешнее магнитное поле вблизи сверхпроводящей полой сферы или цилиндра тождественно полю вблизи сплошного образца тех же внешних размеров, поэтому полый образец обладает таким же магнитным моментом, как и сплошной, до тех пор, пока он не перейдет в промежуточное состояние. [c.627]

Вскоре после того, как промежуточное состояние было изучено экспериментально, Ландау [103] разработал теорию этого состояния, которая предсказывает размеры сверхпроводящих и нормальных областей. Теория основана на представлении о существовании дополнительной свободной энергии границы раздела фаз, которую можно назвать положительной поверхностной энергией. Ф. Лондон [116] (см. такн№ гл. IX, п. 27) показал, что присутствие положительной поверхностной энергии необходимо для обеспечения эффекта Мййспера в макроскопических образцах. Можно показать, что при отсутствии поверхностной энергии (или при отрицательной поверхностной энергии) магнитная свободная энергия сверхпроводящего образца в любом сколь угодно малом поле будет иметь наименьшую величину, если образец разделятся на бесконечно тонкую смесь сверхпроводящих и нормальных слоев. Естественно, что при этих условиях эффект Мейс-иера будет отсутствовать. Поскольку идеальный диамагнетизм является одним из основных свойств сверхпроводника, мы должны предположить существование положительной поверхностной энергии у границы фаз. Такое предположение исключает возможность расслоения образца на тончайшие сверхпроводящие и нормальные области, поскольку подобный процесс привел бы к значительному возрастанию поверхностной свободной энергии. В результате состояние образца, обнаруживающего эффект Мойс-иера, оказывается энергетически значительно более выгодным, чем состояние, при котором образец подразделяется на слон. [c.650]

Кинетика фазовых переходов большие частоты. Так же как в большинстве фазовых переходов, переход между нормальной и сверхпроводящей фазами происходит с образованием зародышей и их ростом [99]. Ввиду значительных поверхностных энергий только довольно большой зародыш может быть стабильным и расти. Различные аспекты проблемы образования зародышей п их роста изучались в ряде лабораторий, этим же вопросам было посвящено несколько теоретических работ. Имеется прекрасный обзор по этим вопросам Фабера и Пиинарда ([100], гл. IX, стр. 159), в котором приведена полная библиография. Наблюдаются как переохлаждение, так и перегрев. На практике более удобно изменять магнитное поле, чем температуру, так что переохлаждение относится к металлу, остающемуся в нормальном состоянии, когда магнитное поле уменьшено до величины ниже Якр., а перегрев —к металлу, остающемуся в сверхпроводящем состоянии при поле, превышающем значение Я р.. Обычно переохлаждение более заметно, чем перегрев. Это вызвано тем, что, как правило, существуют локализованные области, где иоле достигает гораздо больших значений, чем те, при которых может начаться нормальное образование зародышей. Подтверждением правильности такого вывода служат опыты Гарфункела и Сери-на [101] со стержнем в продольном иоле. Вблизи центра стержня помещалась дополнительная катушка, с помощью которой ноле можно было локально увеличивать от значений, меньших Якр., до значений, больших Я р. При такой геометрии, когда удается избежать больших местных полей около концов стержня, наблюдался заметный перегрев. [c.750]

Поверхностные уровни 1 амма — электронные состояния, локализованные у поверхности кристалла. Подрешетка магнитная — совокупность одинаковых атомных магнитных момешов, обладающая определенной пространственной периодичностью. [c.284]

Значительная широта и обособленность различных направлений, охватываемых термодинамикой, привели к ее дифференциации. В самостоятельные курсы выделены физическая или общая термодинамика (учение о состоянии вещества, теория фазовых превращений, теория термоэлектрических и магнитных явлений, теория поверхностных явлений и т. п.), химическая термодинамика (учение о химическом равновесии, о направлении химических реакций и их энергетических эффектах, теория растворов и т. п.), релятивистская термодинамика (изучение термодинамтескими методами явлений и процессов, происходящих в условиях действия теории относительности А. Эйнштейна), техническая термодинамика и т. п. [c.7]

Общая для всего мира тенденция улучшения рабочих параметров ГТД за счет увеличения степеней сжатия как следствие приводит к появлению большого числа коротких лопаток с собственными частотами колебаний даже по первой форме в области высоких звуковых частот циклов. Увеличение частоты / при данном ресурсе эксплуатации Тэ автоматически приводит к росту циклической наработки N. Поскольку ресурс Тэ также имеет тенденцию к росту, увеличивается относительное число усталостных повреждений среди возможных нарушений работоспособности деталей ГТД. Стала актуальной проблема оптимизации технологии коротких лопаток и связанных с ними элементов дисков по характеристикам сопротивления усталости на высоких звуковых частотах и эксплуатационных температурах, которые, как и частота нагружения, становятся все более высокими. Из-за жестких требований к весу деталей и сложности их конструкции в каждой из них имеет место около десятка примерно равноопасных зон, включающих различные по форме поверхности и концентраторы напряжений гладкие участки клиновидной формы, елочные пазы, тонкие скругленные кромки, га.лтели переходные поверхности), ребра охлаждения, малые отверстия, резьба и др. Даже при одинаковых методах изготовления, например при отливке лопаток, поля механических свойств, остаточных напряжений, структуры и других параметров физико-химического состояния поверхностного слоя в них получаются различными. К этому следует добавить, что из-за различий в форме обрабатывать их приходится разными методами. Комплексная оптимизация технологии изготовления таких деталей по характеристикам сопротивления усталости сразу всех равноопасных зон без использования ЭВМ невозможна. Поэтому была разработана система методик, рабочих алгоритмов и программ [1], которые за счет применения ЭВМ позволяют на несколько порядков сократить число технологических испытаний на усталость, необходимых для отыскания области оптимума методов изготовления деталей, а главное строить математические модели зависимости показателей прочности и долговечности типовых опасных зон деталей от обобщенных технологических факторов для определенных классов операций с общим механизмом процессов в поверхностном слое. Накапливая в магнитной памяти ЭВМ эти модели, можно применять их для прогнозирования наивыгоднейших режимов обработки новых деталей, которые в авиадвигателестроении часто меняются без трудоемких испытаний на усталость. Построение [c.392]

Аустенитные нержавеющие стали не обладают достаточной стойкостью в эвтектике свинец — висмут при температуре 600° С, поэтому использовать их нецелесообразно. Железо и низколегированные стали, хотя и имеют несколько большую стойкость, но и они также не могут быть использованы вследствие их недостаточной жаропрочности. Сталь 1Х18Н9Т, имевшая в исходном состоянии аустенитную структуру, после испытаний в эвтектике свинец — висмут становится магнитной. Рентгеноструктурным анализом в ее поверхностном слое обнаружена а-фаза [1,64]. Вероятно, один из компонентов стали, а именно никель, выщелочивается из поверхностного слоя вследствие избирательного растворения. Устойчивость аустенита при этом снижается, что и вызывает фазовое превращение у-фаза переходит в а-фазу. Предварительное насыщение эвтектики никелем должно снизить ее агрессивное воздействие на аустенитную нержавеющую сталь. И действительно, после испытаний в эвтектике, содержащей 0,6% никеля, предел прочности стали и относительное [c.52]

М. сверхпроводников (СП) (см. Сверхпроводимость) обусловлен электрич. токами, текущи.ма в тонком поверхностном слое ( 10 см), к-рые экранируют толщу СП от внеш. маги, полей, поэтому в массивных СП при Т<Тс магн. индукция В=0 (Мейсне-ра аффект). СП являются в определ. смысле антиподами ФМ и АФМ, т. е, их спонтанное магн. поле должно разрушать сверхпроводимость (разрывать куперовские пары электронов, см, Купера эффект). Однако в нек-рых тройных соединениях РЗМ (HoMoeSg, ErRhjBj и др.) в ограниченной области темп-р обнаружено сосуществование СП и ФМ (см. Магнитные сверхпроводники). В оксидных высокотемпературных сверхпроводниках существует сложная связь между сверхпроводящим и магнитоупорядоченным состояния.ми, [c.632]

Сверхпроводники I рода являются идеальными диамагнетиками. Постоянное магнитное поле не проникает в образец (за исключением тонкого поверхностного слоя), находящийся в сверхпроводящем состоянии, и выталкивается из образца при переходе в сверхпроводящее состояние во внешнем магнитном поле — так называемый эффект Мейссенера. Следствием эффекта Мейссенера является то, что по поверхности сверхпроводника, находящегося во внешнем магнитном поле, всегда течет ток. [c.521]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...