Температурная зависимость поверхности Ферми

Температурная зависимость поверхности Ферми [c.299]

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]

Важнейшей эмиссионной характеристикой твердых тел является работа выхода еср (е — заряд электрона, Ф — потенциал), равная минимальной энергии, которая необходима для перемещения электрона с поверхности Ферми в теле в вакуум, в точку пространства, где напряженность электрического поля практически равна нулю [1]. Если отсчитывать потенциал от уровня, соответствующего покоящемуся электрону в вакууме, то ф— потенциал внутри кристалла, отвечающий уровню Ферми. Согласно современным представлениям в поверхностный потенциальный барьер, при преодолении которого и совершается работа выхода, основной вклад вносят обменные и корреляционные эффекты, а также — в меньшей степени — электрический двойной слой у поверхности тела. Наиболее распространенные методы экспериментального определения работы выхода — эмиссионные по температурной, спектральной или полевой зависимости соответственно термо- фото- или полевой эмиссии, а также по измерению контактной разности потенциалов между исследуемым телом и другим телом (анодом), работа выхода которого известна [I, 2]. В табл. 25.1, 25.3 и 25.4 приведены значения работы выхода простых веществ и некоторых соединений. Внешнее электрическое поле уменьшает работу выхода (эффект Шоттки). Если поверхность эмиттера однородна, то уменьшение работы выхода. эВ, при наложении электрического поля напряженностью В/см, равно [c.567]

Иной ход кривой (к) приводит также к изменению температурной зависимости электронной теплоемкости. Выше было показано [см. формулу (3.8)], что теплоемкость пропорциональна плотности одночастичных состояний, отнесенной к единице энергии, на поверхности Ферми. Для этой последней величины с полной общностью можно написать [ср. формулы (3.9а) и (1.11)] [c.114]

Электропроводность определяется решением уравнения (82,18), содержащего только оператор 1—как и следовало ожидать, электрический ток зависит от процессов релаксации по направлениям квазиимпульсов электронов. В начале 81 было отмечено, что эти процессы имеют характер ди( )фузии вдоль ферми-поверхности. В следующем параграфе будет показано, каким образом кинетическое уравнение (82,18) может быть действительно приведено к виду уравнения диффузии. Закон же температурной зависимости электропроводности может быть выяснен уже путем следующих простых рассуждений. [c.416]

В п. 15 было показано, что теория Блоха не согласуется с температурной зависимостью идеальной электронной теплопроводности и что это расхождение вызвано главным образом неучетом процессов переброса и дисперсии решеточных волн (хотя при низких температурах эти процессы и не дают вклада в величину однако о и существенны при определении х ). Таким образом, по-видимому, болёе правильно сравнивать We с низкотемпературным пределом х-, как это было сделано Клеменсом [72]. В этом случае сравниваются две величины, определяемые одинаковыми процессами, а также исключается влияние небольшого изменения С в зависимости от q. При сферической поверхности Ферми из формул (15.2) и (20.2) вытекает, что [c.282]

Уолдорф и др. предложили совершенно другое объяснение одинаковой температурной зависимости р и WT для галлия при низких температурах. Они исходили из того, что ферми-поверхность галлия может иметь такую большую кривизну, что рассеяние на малые углы, которое преобладает при низких температурах, может на самом деле сильно изменять скорости электронов. В таком случае в обычном выражении для электрического сопротивления становится ненужным зависящий от угла множитель, который отражает уменьшение эффективности рассеяния на фононах с малыми энергиями. Число Лоренца в таком [c.225]

Возникновение сателлитных рефлексов вокруг нормальных рефлексов в направлении Ь в соответствии с периодичностью дальнего порядка в сверхструктуре uAu II заставляет предположить, что зона Бриллюэна должна иметь некоторое расщепление определенных граней. Это иллюстрируется схемой на фиг. 32, которая представляет горизонтальное сечение обратной решетки, проходящее через зону, показанную на фиг. 31. Сато и Тот [102] предположили, что при наличии одного электрона на атом поверхность Ферми проходит на небольшом расстоянии от граней 110 , и поэтому в случае образования сверхструктуры uAu II взаимодействие поверхности Ферми с этими расщепившимися гранями приводит к дополнительной стабилизации структуры дальнего порядка. Поскольку от периода М зависит расстояние между сателлитными пятнами в обратной решетке, то должна быть связь между М и электронной концентрацией, определяющей объем сферы Ферми. Было показано, что при увеличении электронной концентрации е а поверхность Ферми лучше соответствует граням (110), если их расщепление увеличивается. Это должно приводить в свою очередь к уменьшению периода М. Сато и Тот [101] показали, что добавление различных элементов к сплаву СпАи II, обусловливающее изменение электронной концентрации е/а, приводит также и к изменению периода дальнего порядка, согласующемуся с вышеописанной моделью. Более того, эта модель дает возможность объяснить и другие характеристики сверхструк-тур дальнего порядка, такие, как характер искажения кристаллической решетки, температурную и концентрационную зависимости этих искажений и периодичности, а также позволяет ответить на- вопрос о том, будет ли данная сверхструктура одномерной или двумерной. [c.213]

Важнейшим следствием взаимодействия магии гного иона с электронами проводимости является так называемый эффект Кондо, который заключается в существовании при низких температурах минимума на кривой температурной зависимости удельного сопротивления магнитных сплавов с малой концентрацией магнитных ионов. Этот минимум наблюдался в сплавах Си, Ag, Au, Mg, Zn с примесями r, Mn, Fe, Mo, Re и Os (b кристалле могут присутствовать и другие примеси). Происхождение минимума связывается с обязательным наличием локальных магнитных моментов атомов нримеси. Кондо показал, что аномально высокая рассеивающая способность магнитных ионов при низких температурах является особым следствием динамической природы рассеяния и того обстоятельства, что поверхность Ферми имеет при низких температурах четко очерченные границы. Температурная область, в которой эффект Кондо существен, показана на рис. 19.23. Сколько-нибудь несложного физического объяснения этого эффекта пока не существует, однако первая работа [25] по этому вопросу вполне доступна для понимания. [c.682]

Так как эффект весьма чувствителен к температурному размытию, то для го обнаружения, понадобились поля напряженностью в десятки килогаусс (в импульсах — сотни). Эффект чувствителен также и к поворотам магнитного поля по отношению к кристаллографическим осям ионной решетки металла (в нашем изотропном случае в формулах участвует только = рр/2т, поверхность Ферми сферична) и тем служит одним из методов для экспериментального воссоздания геометрической структуры поверхности Ферми для данного образца металла. Теоретическое объяснение эффекта осцилляций намагничения в зависимости от величины магнитного поля было дано впервые Пайерлсом (К. Ре е 1 , 1933). > [c.235]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...