close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Химическая локализация

код для вставкиСкачать
Химическая локализация
(Переход металл-изолятор в электронной системе
с большой плотностью)
F
L ocalization ??
300
h /
Z im an
theory
F /10
G
rü
i
ne
se
n
fu
t
nc
=
=
ph
io
h
T,
n
R esistance ( ·cm )
T
1
S catterin g rate h /
M ooij rule
<
1
30
h/ 0
0
F /10
0
F
Tem perature T
10
План лекции
3
In Sb
nc
10
1/ 3
a B = 0 ,2 6
1. Общие соображения
2. Интерметаллические соединения
в двухкомпонентных расплавах
G e:S b
2
G e:P
G e:A s
a B (Å )
C d S:In
C d S:C
S i:S b
S i:A s
S i:P
10
3. Модель структурного беспорядка
G aP :Z n
G aA s:M n
4. Квазикристаллы
W S e 2 :Ta
A r:N a
W O 3 :N a
1
A r:C u
10
14
10
16
18
10
10
3
n c (cm )
20
10
22
?
“Стандартные” металлы с
P.P.Edwards and M.J.Sienko
PRB 17, 2575 (1978)
n
1 3
3A ,
n 4 10
22
cm
3
2
ne l
k F
2
e (k F l )
~
2
l
3
n ~ kF
as
l min ~ k
1
F
,
min ~
В “стандартном” металле
n
e
2
1 3
kF
3A ,
и
max~ 200 ÷ 300 cm
n 4 10
22
cm
3
ln ( c And W J 0 ) Переход Андерсона
ln ( c Mott U J 0 ) Переход Мотта
1
aBn
a B 2
* 2
m e ,
1/ 3
1
J 1 H 2 d r J 0 exp r12 a B интеграл
перекрытия
*
3
W
U
Mott
transition
point
?
Двухкомпонентные расплавы
400
o
725 C
W.F.Calaway, M.-L.Saboungi
J.Phys.F 13, 1213 (1983)
7
200
14
100
40
60
at. %
80
Pb
o
5 00 C
o
6 05 C
o
6 25 C
o
6 50 C
Rb-Pb
8
KSn
6
4
N aS n
L i S n
4
3
2
1
2
R bP b
N aP b
L i P b
KPb
3
(10 c m )
2
5
10
20
C sP b
6
( cm )
0
Na
C sS n
12
Na-Pb
( cm )
( cm )
300
1
0
Rb
0
20
40
60
a t. %
80
Pb
20
40
60
80 100
S n concentration ( at. % )
20
40
60
80 100
P b concentration ( at. % )
R.Xu, T. de Longe, W. van der Lugt
PRB 45, 12788 (1992)
Двухкомпонентные расплавы
Схема экспериментальной
установки
Подача
металла
К системе
с инертным
газом
Трубка из
непроводящего
материала
Шаровые
краны
1, 2, 3 термопары
L1 L4 восемь контактов для
транспортных измерений
в обоих коленах трубки
Трубка из нержавеющей стали
Атомные конфигурации ведут себя как квантовые ямы
Внутри N электронов, но только 1 2 могут покинуть яму.
Эффективная концентрация становится
n /N вместо n.
F
Li
Pb
Li
Cs
Pb
Cs
Pb
4
Li
Pb
Li
Pb
Cs
Маленькие атомы
щелочного металла
Большие атомы
Cs
Au Cs
o
6 00 C
10
4
10
2
C s 49 A u 51
3
1
S olid
( cm )
10
( cm )
1
10
10
2
Cs-Au
10
Cs
20
40 60
at. %
80
Cs-Au~ 3Cs-Cl
L iquid
1
500
600
o
T ( C)
Au
F.Hensel
Adv.Phys. 28, 555 (1979)
700
Модель Андерсона
W
можно представлять себе, как периодический набор
одинаковых ям на фоне
длиннопериодного случайного потенциала
Модель структурного беспорядка (модель Лифшица):
случайное расположение идентичных ям;
нет длиннопериодного потенциала;
уширение за счет квантового взаимодействия между ямами.
V (r ) v (r - R
i
)
Резонансные ямы
Ri
3
r23 >r12
1 r12
2
3
2
r12
1
r23
4
r34 >r23
r 2 J 0 exp 12 aB r12 n
1 / 3
Квазикристаллы
2
3
У малого числа n+m+p атомов
4
1
A nB m C p
оптимальная локальная
конфигурация может иметь ось
симметрии 5 порядка
Трансляционной симметрией
можно пожертвовать
Al70Pd22Mn8
Базисная локальная конфигурация
содержит 3 оболочки с 51 атомом
at.
98 at.
1 2 at.
C.Janot
Phys.Rev. B 53, 181 (1996)
3 0 at.
Чем выше качество квазикристалла
(определенное по рентгену),
тем больше сопротивление.
Это противоречит всему
опыту физики металлов
5 1 at.
Al70Pd22.5Re7.5
Отжиг делает Брегговские рефлексы острее, а сопротивление выше
Т
0
1/2
(K )
2
3
4
5
15
A l 70 P d 2 2.5 Re 7.5
0 .5
0
1
1 .0
1
Т
1/ 3
2
1/3
(K )
0 .5
1 .0
0 .6
T
10 K
0 .5
0
cm
ln [ ( T )]
1
1 .0
1
( cm )
1 .0
0 .5
6
0
1 .5
1
ns
n
10 K =
3
a
Tr
o
it i
1 .5
cm
12
0 .5
1
18
T (K )
T (K )
3
1 0 .5 1 5 3
1
5
24
1
1/ 2
0 .9 1 .2 0 .4 0 .8 1 .2
1/ 2
1 /2
1 /4
(K )
T
(K )
1/ 4
3
C.R.Wang, S.T.Lin, et al.
J.Phys.Soc.Jpn. 67, 2383 (1998); 68, 3988 (1999); 69, 3356 (2000)
Резюме
1. В электронных системах с высокой плотностью возможна
двухступенчатая локализация:
(a) большая часть носителей попадает в ловушки в
“квазихимические квантовые точки;”
(b) оставшаяся делокализованной меньшая часть
претерпевает обычный переход металл-изолятор.
2. Два примера материалов с таким поведением электронов
это бинарные металлические расплавы и квазикристаллы.
3. Описывая электронный транспорт в квазикристаллах,
следует исходить не из плоских волн exp (ikr), а из
локализованных волновых функций.
Документ
Категория
Презентации по химии
Просмотров
7
Размер файла
479 Кб
Теги
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа