Примеси в электронной ферми-жидкости

• Автор: Гольтяев, Олег Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 115 c. : ил

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ЛЕГКОЙ ПРИМЕСИ-ПОШТРОНА В ЭЛЕКТРОННОЙ

ФЕРМИ-ЖИДКОСТИ

§ I. Постановка задачи

§ 2. Уравнения Хартри-Фока для псевдопозитрония

§ 3. Решение системы уравнений Хартри-Фока методом регуляризации

§ 4. Результаты расчета характеристик псевдопозитрония

§ 5. Обменное взаимодействие электронов в приближении

Слэтера

§ 6. Аннигиляция псевдопозитрония в металле

Заключение к главе I

ГЛАВА 2. СВОЙСТВА ПОЗИТРОНОВ В ВАКАНСИЯХ

§ I. Самосогласованное состояние позитрона в вакансии... 49 § 2. Результаты расчета характеристик позитронной квазичастицы в вакансии
§ 3. Время жизни позитрона в вакансии
§ 4. Угловое распределение аннигиляционных квантов позитрона в вакансии
Заключение к главе
ГЛАВА 3. ТЯЖЕЛЫЕ ПРИМЕСИ И ВОЗМОЖНОСТЬ СУЩЕСТВОВАНИЯ
ПСЕВДОПОТЕНЦИАЛОВ ПРИМЕСЕЙ
§ I. Изменение энергии электронной ферми-жидкости в поле
примеси
§ 2. Метод расчета распределения плотности электронной
жидкости в поле тяжелой примеси
§ 3. Зарядовое состояние водорода, уЧ+-мезона в
электронной ферми-жидкости

§ 4. Возможность существования псевдопотенциалов
примесей
Заключение к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ к диссертации
ПРИЛОЖЕНИЕ I. Таблицы
ЛИТЕРАТУРА

Изучение примесей металлов является одной из важнейших задач современной физики конденсированных сред. Известно, что от распределения и типа примесей зависят многие физические свойства металлов, в том числе электрические и магнитные характеристики, теплопроводность, пластичность /1-3/. Примеси, введенные в металл в малых концентрациях, используются для изучения структуры металлов. Наиболее широко для этой цели применяются позитроны, представляющие самый легкий тип примеси. На основе свойства позитронов аннигилировать с электронами среды развит метод аннигилляции позитронов /4-6/, позволяющий получать информацию об энергетическом распределении электронов металла, топологии поверхности Ферми, дефектах кристаллической решетки. При помощи примесей атомов водорода и уМ+ -мезонов исследуются процессы диффузии, особенности потенциального рельефа в элементарной ячейке металла /3,7,8/.
При изучении примесей одной из центральных проблем является описание состояния одиночной примеси в матрице металла и взаимного влияния примеси и среды. Знание состояния примеси необходимо при анализе величин,.измеряемых в опытах по диагностике металлов с помощью примесей. В частности, состояние позитрона в металле определяет свойства аннигиляционного излучения /4-6/, состояние протона, мюона, определяет сдвиги Найта, зарядовые и спиновые характеристики /3/.
Из широкого крута систем металл-примесь ограничимся рассмотрением простых металлов (Дг,Ц,Уа, к) с положительно заряженными примесями, такими как позитрон, у4+-мезон, протон, ионы щелочных металлов. Благодаря простоте электронной структуры названных металлов, теоретическое описание состояния зарядовых при-

Энергию захвата позитрона в вакансию необходимо определять как разность полных энергий системы с позитроном в вакансии и системы с позитроном вне вакансии. Предлагаемое в других работах /54,55/ определение энергии захвата как глубины одночастичного уровня в потенциальной яме, которую представляет вакансия для позитрона, неверно, поскольку при переходе позитрона из однородной области в вакансию меняется электронная плотность как в вакансии, так и вне ее. Для нахождения энергии захвата (Е<0 необходимо знать энергию металла с позитроном в вакансии ^Ерц-), энергию металла с позитроном в матрице (ЕЕрР^) и энергию металла со свободной вакансией (Егц.)
где Е0 - энергия металла без вакансии и позитрона (энергия матрицы), верхний индекс соответствует полному числу электронов в металле и отражает условие электронейтральности всей системы.
Вклады в энергию захвата можно рассчитать в приближении Хартри без учета обменного взаимодействия. Поправки, связанные с обменом, как показано в § 5 главы I, не превышают 10%. В принятой нами модели вакансия интерпретируется как отрицательный заряд в положительном фоне с плотностью
ронной жидкости.
Электронные состояния находятся в результате самосогласованного решения уравнений (Хартри, Хартри-Фока) при фиксированном распределении плотности положительного заряда позитрона
и фона. Приведем вид уравнений для системы с позитроном в вакансии, используя стандартные обозначения и атомную сисгде 0 - единичная функция, - параметр плотности элекш