Теория аномального электронного переноса в аморфных металлических сплавах

• Автор: Мельникова, Наталия Васильевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 188 с. : ил.

1. ДИНАМИЧЕСКИЕ КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ВОЗБУЖДЕНИЙ В АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВАХ
1.1. Структурная релаксация в аморфных металлах
1.2. Тепловые и кинетические свойства аморфных металлических сплавов
1.2.1. Низкотемпературная теплоемкость аморфных металлических сплавов
1.2.2. Электросопротивление аморфных металлов при низких температурах
1.2.3. Низкотемпературная термоэдс в аморфных металлических сплавах
1.2.4. Теплопроводность аморфных металлов при низких температурах
1.3. Модель динамических концентрационных возбуждений в
аморфных металлических сплавах
1.4. Микроскопическая теория кинетики структурной релаксации в
аморфных металлах и сплавах
Заключение
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ КИНЕТИЧЕСКИХ И ТЕПЛОВЫХ СВОЙСТВ АМОРФНЫХ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ
2.1. Проблема теоретического описания атомной и электронной подсистем в аморфных металлах
2.2. Дифракционная теория Займана-Фабера
2.3. Метод функций Грина
2.4. Модель двухуровневых систем
2.5. Модель мягких атомных потенциалов
2.6. Квазифононная модель
2.7. Модель ротоноподобных возбуждений
2.8. Теория электрон - электронного взаимодействия в «грязных»
металлах
Заключение

3. ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОННОГО ПЕРЕНОСА В АМОРФНЫХ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВАХ В РАМКАХ КОНЦЕПЦИИ ДКВ
ЗЛ.Температурные функции Грина ДКВ и электронов в аморфных
металлических сплавах
3.2. Вклад в плотность электронных состояний аморфных металлических
сплавов. Поправка к электронной теплоемкости и теплоемкость

3.3. Вклад в электропроводность аморфных металлических
сплавов
3.4. Вклад в термоэдс
3.5. Вклад в теплопроводность
Заключение
4. НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ КИНЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АМОРФНЫХ
СПЛАВОВ Ni-А и И СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ
4.1. Оценки параметров теории
4.2. Расчет электронных транспортных свойств аморфных сплавов
Ni-А и
4.3. . Расчет электронных транспортных свойств аморфных сплавов
на основе Са
Заключение
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Оценка вкладов второго и третьего порядка теории возмущений по кулоновскому межэлектронному взаимодействию
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Оценка вклада «веерных» диаграмм в вершинную функцию электрон-электронного взаимодействия

Аморфные металлические сплавы (АМС) обладают уникальным комплексом физических и механических свойств, имеющих большое практическое значение, поскольку они характеризуются прочностью и высокой вязкостью разрушения, сверхпроводимостью в сочетании со стойкостью по отношению к нейтронному облучению и необычными электронными транспортными свойствами [1-6]. Безотходная технология их производства в комплексе с перечисленными свойствами делает аморфные металлы перспективными для электронной, электротехнической и приборостроительной промышленности. Эти материалы представляют также и чисто научный интерес как системы, не обладающие периодичностью и демонстрирующие металлические свойства вплоть до самых низких температур, и их изучению посвящено огромное число как экспериментальных, так и теоретических исследований, результаты которых опубликованы, например, в работах [1-203]. Одной из проблем физики аморфного состояния является описание особенностей структурного состояния АМС и низкотемпературных аномалий кинетических и тепловых свойств этих материалов [7-62], таких как минимум электросопротивления р(Т), "колено" в температурной зависимости термоэдс 5(7) и "плато" в теплопроводности к(Т). После кристаллизации низкотемпературные особенности указанных свойств уже не наблюдаются, также как и обнаруженный в области низких энергий вклад в динамическом структурном факторе аморфных сплавов Б(д,со) [2], природа которого для АМС все еще не выяснена. В аморфных диэлектриках этот вклад связывается с двухуровневыми системами [57,58] или мягкими атомными потенциалами [93-99].
На протяжении последних двадцати пяти лет теория кинетических свойств аморфных металлов бурно развивалась

bq+Yqbq-[^2(q)cr0qcxv{ -учг)]Ьч = 0 (1.26)

с начальными условиями Ъя |, = 0 = 0,£»,||ж0 = /Д
где учитывающий кроме диссипативных процессов динамическое изменение величины инверсной заселенности за счет конденсации.
Решение уравнения (1.26) для //(/) = / N , где Лг = £ Лг, ,

имеет вид
2Д(фК;0ехрГ-1у/2]
>7(0 = >7х' ^ [/,(г0)^0,^/2)-/,(^/2)7ч.Оо)]'
(1.27)
где 7, = Л(<7К;°(г0 /2)-1'/,.(_-0)1»/у(/777 и АГ,
модифицированные функции Бесселя порядка
I/ = 1уч,=0 = 2Л(<7)д/сг“ , Г(и) - гамма-функция.
Численный анализ выражения (1.27) указывает на три стадии процесса релаксации, отличающиеся скоростью роста т] при малых, средних и больших временах. Кроме того, сам вид
зависимостей )](0 определяется величинами и Гч ( в
единицах уч) и характеризует три разных процесса релаксации (три типичных кривых 1,2,3 на рис.1.22).
При малых Л(<7)-^сг^~ 1 и больших Гч (кривая 1)
наблюдается резкий рост функции т](1) при малых временах и последующее ее стремление к равновесному значению.
Уменьшение Гч~1 при тех жеЛ(<7)т/^" (кривая 2) приводит к