Теория магнитных, транспортных и коллективных явлений в соединениях с тяжелыми фермионами

• Автор: Гольцев, Александр Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 232 с. : ил.

^ стРГЛАВА 1. ЭФФЕКТ КОНДО В ПРИМЕСНЫХ И ТЯЖЕЛОФЕРМИОННЫХ МЕТАЛЛАХ

1.1. От Кондо-примеси к Кондо-решетке

1.2. Электронная структура тяжелофермионных соединений

1.3. Микроскопические модели

ГЛАВА 2. ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ТЯЖЕЛОФЕРМИОННОГО СОСТОЯНИЯ

2.1. Формулировка феноменологического подхода

2.2. Парамагнитное тяжелофермионное состояние

2.3. Магнитная восприимчивость

2.4. Ферромагнитнитный переход в системе тяжелых фермионнов

,4^ 2.5. Тепловые эффекты (теплоемкость, тепловое расширение)

ГЛАВА 3. КИНЕТИКА ТЯЖЕЛЫХ ФЕРМИОНОВ

3.1. Кинетическое уравнение для неравновесного распределения
3.2. Кинетическое уравнение для тяжелых фермионов
3.3. Коллективные возбуждения (нулевой звук, спиновые волны)
3.4. Электронный парамагнитный резонанс
3.5. Диэлектрическая реакция тяжелофермионных металлов
3.6. Кинетическое уравнение в электрическом и магнитном полях
3.7. Рассеяние и столкновение тяжелых фермионов
3.8. Динамическая магнитная восприимчивость
ГЛАВА 4. КОНКУРЕНЦИЯ И СОСУЩЕСТВОВАНИЕ ЭФФЕКТА КОНДО,
МАГНЕТИЗМА И СВЕРХПРОВОДИМОСТИ В ТЯЖЕЛОФЕРМИОННЫХ СОЕДИНЕНИЯХ
4.1. Микроскопическая модель и теория среднего поля
4.2. Магнитная восприимчивость и эффект Кондо в парамагнитной фазе
4.3. Сосуществование ферромагнетизма и когерентного эффекта Кондо
4.4. Магнитная восприимчивость в парамагнитном тяжелофермионном состоянии
^ 4.5. Антиферромагнитное тяжелофермионное состояние. Антиферромагнетизм

тетрагональных тяжелофермионных металлов
4.6. Стимулирование сверхпроводимости антиферромагнитным упорядочением
4.7. Теория антиферромагнитного и двойного сверхпроводящего перехода
в гексагональных тяжелофермионных металлах
4.7.1. Антиферромагнитная структура
4.7.2. Антиферромагнитный переход
4.7.3. Двойной сверхпроводящий переход
4.7.4. Заключение
4.8. Флуктуации валентности и сверхпроводимость тяжелофермионных соединений
ГЛАВА 5. ТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА ТЯЖЕЛОФЕРМИОННЫХ
МЕТАЛЛОВ
5.1. Решеточная модель Кокблина-Шриффера
5.2. Механизмы рассеяния тяжелых фермионов
5.3. Остаточное магнетосопротивление
5.4. Магнетосопротивление при конечной температуре
5.5. Термоэдс
5.6. Теплопроводность и число Лоренца
5.7. Эффект Пельтье в контактах нормальный металл-изолятор-тяжелофермионный металл
ГЛАВА 6. ТЕОРИЯ ИЗОСТРУКТУРНОГО ВАЛЕНТНОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА
ПЕРВОГО РОДА В СОЕДИНЕНИЯХ С ПЕРЕМЕННОЙ ВАЛЕНТНОСТЬЮ
YbInxAgi-.,Cu4
6.1. Эксперимент и теоретические модели
6.2. Расширенная периодическая модель Андерсона
6.3. Уравнения среднего поля
6.4. Взаимодействие /-электронов с решеткой
6.5. Магнитная восприимчивость соединений с переменной валентностью
6.6. Валентный фазовый переход и физические свойства системы YbInxAgi.xCui
6.6.А. Физические свойства УЫпСщ
6.6.А. 1. Тепловые свойства УЫпСщ
6.6.А.2. Магнитная восприимчивость YblnCu-t

6.6.А.З. Расширение объема и объемный модуль УЫпСщ
'*■ 6.6.А.4. Влияние давления на УЫпСид
6.6.А.5. Н-Т фазовая диаграмма
6.6.А.6. Эффект Холла и электропроводность УЫпСщ
6.6.Б. Физические свойства УЬАдСщ
6.7. Обсуждение
6.7.1. МЫ поправки
6.7.2. Проблема “истощения”
6.7.3. Смежные проблемы
6.8. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Тс= — Т0(^— 1] «Го (2.94)
и I т
* утт
она бесконечна. Эта расходимость указывает на ферромагнитный переход при Т=ТС . Его особенность состоит в том, что он происходит не при понижении температуры, как в обычных ферромагнетиках, а при ее увеличении. При Т> Тс в системе тяжелых фермионов возникает спонтанный магнитный момент М, , который впрочем не разрушает тяжелофермионное состояние, так как ЬЛ) и одновременно 8С?0 и ^0. Такое состояние можно назвать “ферромагнитным тяжелофермионным состоянием”. Оно существует в некотором конечном интервале температур выше Тс: ТС<Т< Т', где Т’ -критическая температура ферромагнитного перехода при охлаждении системы со стороны высоких температур. Это наглядно представлено на фазовой диаграмме на рис.7. Возможность такого состояния раннее обсуждалась нами в рамках микроскопической модели Кокблина - Шриффера [48]. Мы подробно рассмотрим это в главе 5.
2.5. Тепловые эффекты (теплоемкость, тепловое расширение).
Из тепловых эффектов при Т«То мы обсудим лишь два - теплоемкость и тепловое расширение. В этой области температур ТФ система ведет себя как нормальная ферми-жидкость. Поэтому электронная теплоемкость пропорциональна температуре: Сг=уТ. В свою очередь у пропорциональна плотности квазичастичных состояний на поверхности Ферми:
У = 7« —= 7. —= (2-95)
Ро п>0 То
Таким образом именно формирование ТФ состояний с большой эффективной массой приводит к увеличению линейного коэффициента теплоемкости. Согласно этому соотношению, раннее полученному в рамках микроскопической теории [5], из измерений теплоемкости можно получить прямую информацию о низкотемпературном кондовском масштабе То.
Важным параметром, характеризующим соотношение тепловых и магнитных эффектов, является отношение Вильсона Я = к2в% / р*у. Используя значения спиновой восприимчивости х и линейного коэффициента теплоемкости у при Н=0 (уравнения (2.84) и (2.95)), получим: