Флуктуационные, термо- и электромеханические эффекты в квазиодномерных проводниках с волной зарядовой плотности

• Автор: Покровский, Вадим Ярославович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление
1. Введение
2. Флуктуации сопротивления вблизи температуры пайерлсовского перехода, Гр, в квазиодномерном проводнике Та83.
2.1. Постановка задачи. Отсутствие универсальной теории перехода трёхмерного упорядочения.
2.2. Предпосылки для наблюдения спонтанных актов проскальзывания фазы (ПФ) волны зарядовой плотности (ВЗП).
2.3. Особенности экспериментальных методик исследования флуктуаций, в том числе в образцах нанометровой толщины.

2.4. Наблюдение флуктуаций напряжения в образцах ТаБ3.

2.5 Анализ результатов, связь флуктуаций со спонтанным ПФ и формулировка модели.

3. ПФ как механизм разрушения трёхмерного порядка ВЗП в области Гр. Описание основных свойств квазиодномерных проводников вблизи Гр.
3.1. Особенность теплового расширения ТаБз вблизи ГР и её описание в рамках модели ПФ.
3.2. Описание особенностей температурных зависимостей теплоёмкости, модуля Юнга и проводимости вблизи ГР в соединениях квазиодномерных проводников. -
4. Особенности вольтамнерных характеристик (ВАХ) тонких образцов Та83 вблизи ГР.
4.1. Размытие ВАХ тонких образцов ТаБз в области порогового поля вблизи ГР. _
4.2. Описание явления в рамках модели спонтанного ПФ.

4.3. Пороговая нелинейная проводимость выше ГР.
4.4. Выводы о характере состояния квазиодномерных проводников с ВЗП вблизи Гр.
5. Тепловое расширение и гистерезис длины квазиодномерного проводника Тавз.
5.1. Постановка задачи. Вопрос о возможных воздействиях деформации ВЗП на размеры и форму кристаллов квазиодномерных проводников.
5.2. Экспериментальные методики.
5.3. Результаты измерений теплового расширения.
5.4. Анализ результатов и выводы об упругом взаимодействии ВЗП и основной решётки.
6. Расчёт деформации квазиодномерных проводников в электрическом ноле.
6.1. Расчёт профилей деформации ВЗП и кристалла в электрическом поле.
6.2. Анализ полученных результатов.
7. Неоднородная деформация квазиодномерных проводников в электрическом поле.
7.1 Экспериментальные методики исследования кручения.
7.2. Результаты исследования деформации кручения квазиодномерных проводников.
7.3. Экспериментальные методики исследования деформации с помощью просвечивающего электронного микроскопа.
7.4. Наблюдение деформации изгиба.
7.5. Анализ результатов и выводы о связи наблюдаемых эффектов с деформацией В ЗП.
8. Заключение.

Глава 1. Введение
Физика систем с пониженной размерностью представляет собой одну из динамично развивающихся областей современной физики. Интерес к этой области связан с активным поиском новых физических явлений, которые могли бы лечь в основу приборов и устройств. Особый интерес представляют физические системы, в которых перенос электрического заряда осуществляется не отдельными электронами, а носит коллективный характер. В качестве примеров можно привести двумерные системы с квантовым эффектом Холла, вигнеровские кристаллы, квантовые проволоки и точки, системы с кулоновской блокадой, а также квазиодномерные проводники с волной зарядовой плотности (ВЗП). Эти системы активно исследуются в настоящее время. ВЗП наблюдается в широком классе квазиодномерных проводников типа три- и тетрахалькогенидов переходных металлов МХ3 и МХ4 (М = N6, Та, X = 8е, 8), голубых бронз М0.зМоО3 (М = ЛЬ, К), (Та8е4)21 и многих других [1]. Коллективный характер ВЗП обусловлен квантовыми свойствами электронов, и, в то же время, многие эффекты, наблюдаемые в квазиодномерных проводниках с ВЗП, можно качественно описать на языке достаточно простых понятий, таких как, например «стиральная доска», «мясорубка», «пружина», или «электронный кристалл». Многообразие уникальных свойств ВЗП вызывают неослабевающий интерес к её исследованию уже на протяжении более 30 лет.
ВЗП возникает в квазиодномерных проводниках в результате пайерлсовского перехода, - самосогласованной деформации решетки и модуляции электронной плотности с волновым вектором д, равным удвоенному фермиевскому вектору электронов кр [2]. Возникновение такой деформации понижает энергию электронной системы одномерного металла, одновременно увеличивая упругую энергию, связанную с возникновением деформации кристаллической решетки. Однако в одномерных системах при достаточно низких температурах проигрыш энергии при малых деформациях
Рис. 2.4. Зависимости 5) от смещения на различных частотах, указанных на рисунке. Фоновый шум вычтен. Стрелкой отмечено напряжение, при котором проводились температурные измерения £)■ (Рис 2.1). Наклон пунктирной прямой соответствует а=2 [31].