Высокочастотные явления и ферми-жидкостные эффекты в металлах

• Автор: Окулов, Всеволод Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Свердловск
• Количество страниц: 253 c. : ил

ГЛАВА I ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНШ ТЕОРИИ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ЭЛЕКТРОМАШИШЫХ ЯВЛЕНИЙ В МЕТАЛЛАХ

1.1 Постановка задач о поверхностном импедансе и волнах в металле

1.2 Основные соотношения квантовой теории электро- .. магнитного отклика электронной жидкости металла
1.3 Уравнения теории волн в электронной жидкости . . металла в квантующем магнитном поле
1.4 Квантовый интеграл столкновений для электронов, рассеивающихся на поверхности металла и граничное условие к квазиклассическому кинетическому уравнению

ГЛАВА.2 ПОВЕРХНОСТНЫЙ ШВДАНС

2.1 Высокочастотная поверхностная.проводимость.ме-. .. таллической пластины

2.2 Влияние поверхностного рассеяния электронов.. . проводимости на частотные и размерные зависимости импеданса.простого металла при низких частотах

2.3 Резонансное возбуждение волн в пластинах

2.4 Связь сигнала ядерного магнитного резонанса в металле с поверхностным импедансом.и.возможности

изучения импеданса с помощью ЯМР

ГЛАВА-3 ПОВЕРХНОСТНЫЕ ПЛАЗМЕННЫЕ ВОЛНЫ
3.1 Спектр поверхностных плазмонов в металле с плав
ным профилем электронной плотности
3.2 Общее дисперсионное уравнение для длинноволновых потенциальных поверхностных плазменных волн
3.3 Собственные колебания приповерхностного слоя
электронной плотности в металле с резкой границей
ГЛАВА 4 КВАНТОВЫЕ ВОЛНЫ В МЕТАЛЛАХ
4.1 Общие уравнения теории квантовых волн
4.2 Квантовые спиново-акустические волны
4.3 Квантовые спиновые волны
ГЛАВА 5 ФЕРМИ-КВДКОСТНЫЕ КВАНТОВЫЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ ЗВУКА В МЕТАЛЛАХ
5.1 Уравнения ферми-жидкостной квантовой теории
взаимодействия звука с электронами
проводимости ,
5.2 Квантовые осцилляции скорости распространения
низкочастотного звука в условиях влияния магнитострикции и большой. амплитуды. осцилляций. плотности состояний
5.3 Взаимодействие высокочастотного.звука.с
квантовыми. волнами;
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

В последние два десятилетия в физике чистых нормальных металлов при низких температурах сложилась обширная область исследований, связанных с воздействием на металл высокочастотного электромагнитного поля. В этой области изучается скин-эффект и ряд размерных и резонансных эффектов, вызываемых проникающими в металл полями радиочастотного, СВЧ и отчасти инфракрасного диапазонов. Все такие эффекты обусловлены электронами проводимости, энергия которых, как правило, мало меняется при взаимодействии с полем, оставаясь близкой к энергии Ферми. Основные интересные особенности высокочастотных явлений возникают как пезулътат того, что длина свободного пробега электронов оказывается сравнимой с масштабом неоднородности переменного поля в металле (глубиной скин-слоя, длиной волны) или превышает его, и поэтому на само распределение поля может существенно влиять характер движения электронов между столкновениями.
-Величиной, характеризующей свойства металла по отношению
к-воздействию высокочастотного поперечного электромагнитного поля, является поверхностный импеданс [I] , для краткости называемый иногда просто импедансом. Зависимости импеданса от частоты,, размеров образца, напряженности постоянного магнитного поля определяются структурой поля внутри металла, которая в свою очередь задается электронами проводимости и отражает характер их движения, механизмы рассеяния и т.п. Такие зависимости и являются предметом изучения.
Значительного развития достигли сейчас исследования елапроводимости отражаются от границы металла, поскольку характер отражения определяет вклад отраженных электронов в плотность тока, а следовательно, и распределение поля на расстояниях порядка длины свободного пробега от границы. Поэтому в физике высокочастотных явлений большее внимание, чем объемным столкновениям, в последнее время уделяется рассеянию электронов на поверхности металла. Это связано еще и с принципиально имеющейся ясностью в теоретическом описании объемных столкновений электронов с дефектами. Что же касается кинетической теории, учитывающей поверхностное рассеяние, то она до недавнего времени была значительно менее разработана.
В квазиклассической кинетической теории поверхностное рассеяние электронов проводимости учитывается с помощью граничного условия для функции распределения. Чтобы пояснить это, запишем квазиклассическое уравнение (аналог квантового уравнения (1.34)) для массивного металла с плоской границей 11-0 при низких частотах в отсутствие магнитного поля:
импульса, который обозначен в этом параграфе заглавной буквой, чтобы не-смешивать его с р- набором квантовых чисел, введенным ниже; I [У] - интеграл столкновений с объемными дефекгранице, таким образом, испытывает скачок. Нетрудно понять, . что поскольку электроны, которые движутся к границе (У^>0 ),
(аналог ); 'д^/'дВ
тами. Функция равна нулю вне металла ( ?р>0 ), а на