Термоэдс редкоземельных соединений с сильными электронными корреляциями

• Автор: Игнатов, Михаил Игорьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Глава 1. Литературный обзор
§1.1 Термоэлектрические свойства металлов и полупроводников
§1.2 Тяжелые фермионы и состояния с промежуточной валентностью в
интерметаллидах редкоземельных элементов
§1.3 Структура и физические свойства цериевых
интерметаллидов и соединений ДВб, ЙВ|2
Глава 2. Методика эксперимента
§2.1 Методика измерения коэффициента термоэдс
§2.2 Установка для измерения коэффициента термоэдс
в металлах и полупроводниках
§2.3 Калибровочные измерения
§2.4 Синтез и характеризация образцов
Глава 3. Термоэлектрические свойства сильно коррелированных систем
на основе церия
§3.1 Системы с тяжелыми фермионами СеВб, СеСиб-хАих и СеАЬ
§3.2 Магнитная кондо-решетка СеАЬ
и твердые растворы замещения Се(А11.хМх)2 (М=Со, N1)
§3.3 Соединения с промежуточной валентностью СеМ2 (М=Со, 1г, N1, Юц Яи)
§3.4 Обсуждение результатов
Глава 4. Коэффициент термоэдс боридов ЯВ6 и ЯВ^
§4.1 Соединение с промежуточной валентностью 8тВб
§4.2 Додекабориды ДВ^К-МЬ), Ег, Тш, Ьи, Тх)
§4.3 Обсуждение результатов
Выводы
Заключение
Публикации по теме диссертации
Список литературы

Одно из приоритетных направлений развития физики конденсированного состояния вещества связано с созданием и изучением новых материалов со специальными свойствами. В этой связи, исследование необычных физических свойств соединений на основе редкоземельных элементов представляется важным и значимым как с точки зрения фундаментальной науки, так и для реализации различных технических применений. Особенностью редкоземельных соединений являются сильные электронные корреляции, которые приводят к значительной перенормировке спектра квазичастичных возбуждений и, вследствие этого, к появлению целого ряда аномалий физических характеристик и многообразию видов основного состояния. В такой ситуации электронная и магнитная структура соединений редкоземельных элементов определяется сложной конкуренцией взаимодействий различной природы (косвенный обмен через электроны проводимости, влияние кристаллического поля, гибридизация локализованных 4Ь-орбиталей с зонными состояниями и др.), что существенно затрудняет теоретическое описание и ограничивает круг практического использования этих материалов. Таким образом, перспективы разработки новых материалов на основе редкоземельных элементов оказываются непосредственно связанными с исследованиями модельных объектов класса соединений с сильными электронными корреляциями.
Вследствие высокой чувствительности к особенностям спектра квазичастичных возбуждений и параметрам носителей заряда в металлах и полупроводниках коэффициент термоэдс занимает особое место среди других транспортных характеристик объектов физики конденсированных сред. Применение указанной методики для изучения эффектов сильных электронных корреляций в редкоземельных соединениях оказывается весьма актуальным как для проверки существующих теоретических подходов к

описанию термоэлектрических свойств, так и с точки зрения комплексной характеризации физических свойств указанных объектов. При этом наиболее перспективный подход к выбору модельных систем для исследования термоэдс в режиме сильных электронных корреляций должен включать, с одной стороны, возможность проведения сравнительного анализа термоэлектрических свойств соединений на основе одного редкоземельного элемента с различными типами кристаллической структуры и, с другой стороны, изучение влияния степени заполнения 4Г-оболочки на термоэдс изоструктурных редкоземельных соединений с сильными электронными корреляциями.
В первом случае удобными модельными объектами являются соединения на основе церия, в которых реализуется разнообразие физических явлений от тяжелофермионной сверхпроводимости до квантового критического поведения и состояния с промежуточной валентностью. В частности, аномально большие эффективные массы
* д
носителей заряда т ~10 ш0 (т0 - масса свободного электрона),
регистрируемые в классических системах с тяжелыми фермионами СеСи6 и СеА13, оказываются связанными с существенной перенормировкой электронной плотности состояний в окрестности энергии Ферми. При этом изменение параметра х в ряду цериевых интерметаллидов СеСиб-хАих обусловливает резкую смену режимов от тяжелофермионного (х<0,1) к магнитоупорядоченному (х>0,1) основному состоянию с прохождением квантовой критической точки при х=0,1, что определяет особый интерес к изучению системы СеСиб.хАих. В указанных соединениях развитие электронной неустойчивости 41"-оболочки церия, приводящее к быстрым зарядовым и спиновым флуктуациям между 4£ орбиталями и состояниями в зоне проводимости, обусловливает резкое «утяжеление» носителей заряда в этих веществах.

Рис. 2.3 Установка для измерения коэффициента термоэдс в металлах и полупроводниках