Электронное упорядочение и фазовые переходы в кристаллах с узкими зонами проводимости

• Автор: Лопатюк, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Черновцы
• Количество страниц: 107 c. : ил

Глава I. ЭЛЕКТРОННЫЕ КОРРЕЛЯЦИИ И МЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ

В ЭЛЕКТРОННОЙ ПОДСИСТЕМЕ

§ I. Теоретические модели для описания фазовых

переходов ферромагнетик-парамагнетик

§ 2. Полярная модель Шубина-Вонсовского. Гамильтониан Хаббарда и его обобщения

§ 3. Зарядовоупорядоченные состояния в кристаллах

Глава II. ФЕРРОМАГНЕТИЗМ ЭЛЕКТРОНОВ В УЗКИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗОНАХ

§ I. Гамильтониан модели

§ 2. Функция Грина системы взаимодействующих

электронов

§ 3. Уравнение для намагниченности. Температура

Кюри
№ 4. Влияние внешнего магнитного поля на ферромагнитное упорядочение. Магнитная восприимчивость
Заключение
Глава III. МАГНИТООБЪЕМНЫЕ ЭФФЕКТЫ В УЗКОЗОННЫХ
ФЕРРОМАГНЕТИКАХ
§ I. Гамильтониан системы взаимодействующих
электронов с учетом электрон-деформаци-онного взаимодействия
§ 2. Система уравнений самоеогласования для нахождения параметра порядка и величины
относительной деформации
§ 3. Полученные результаты и их обсуждение
3 а к л ю ч е н и е
Глава IV. ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОН-ДЕФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НА Ш В ЗАРЯДОВОУПОРЯДОЧЕННОЕ СОСТОЯНИЕ
§ I. Модельный гамильтониан
§ 2. Самосогласованная система уравнений для
нахождения параметра ЗУС и величины относительной деформации
§ 3. Магнитная восприимчивость зарядовоупорядоченного кристалла
3 а к л ю ч е н и е
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИМЕЧАНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Развитие современного приборостроения стимулирует постоянный поиск новых физических явлений и эффектов, связанных с электронными процессами в твердом теле. В связи с этим в последнее время большое внимание как в чисто научном, так и практическом плане, уделяется исследованию материалов с узкими зонами проводимости. Такая тенденция развития физики полупроводников обусловила интенсивно проводимые исследования электронных фазовых переходов, которым посвящена настоящая диссертация.
В работах Андерсона и Мотта [1.9,1.10,2.471 были заложены основные представления о фазовых переходах (ФП) в электронной подсис теме твердого тела. Дальнейшие теоретические исследования связаны с построением корректных и простых моделей, описывающих системы взаимодействующих электронов. Модели Шубина и Вонсовского £2.85, 2.86], Хаббарда [2.60-2.6^7, их обобщения [2.*^ и модификации [1.14, 2.172 послужили основой для описания различных свойств систем взаимодействующих электронов, в том числе и ФП в таких системах. Актуальность и значимость теоретических исследований ФП в системе сильно коррелирующих электронов определяется двумя факторами. С одной стороны, они вызывают практический интерес - электронные фазовые переходы находят многочисленное применение [1.3]. Теоретические расчеты позволяют не только объяснить известные экспериментальные данные, но и продолжить целенаправленный поиск новых эффектов в физике твердого тела. С другой стороны, все расчеты проводятся для многочастичных моделей, которые не имеют точных решений. Последнее обстоятельство породило значительное число теоретических подходов, каждый из которых эффективен только в определенных условиях. Поэтому всякий новый результат становится

Полагая, что система чисто парамагнитная, т.е.оГ =0 и в отсутствии внешнего магнитного поля№Ъ=0, можно показать, что магнитная восприимчивость дается формулой:
^ = (глэ')
где - энергия Ферми. Формула (2.19) совпадает с полученной ранее в работе Г2.351. При К/-**О , что в нашей модели соответствует широкой зоне проводимости, имеем:

Это - выражение для парамагнитной восприимчивости Паули при Т=0. В случае высоких температур из уравнения (2.14) следует:
Решая это уравнение относительно М^ и разлагая в ряд по степеням напряженности магнитного поля, получаем:
X - ~-^в %!'п' Г? ?п4
Из формулы (2.20) при^- =0 следует закон КюриоЗС'4' ф~ , а при Л" /0 - закон Кюри-Вейсса с критической температурой
Таким образом, одновременный учет кулоновского и обменного взаимодействий,конечности ширины зоны при произвольной концентрации электронов на магнитоактивных узлах позволяет качественно объяснить температурную зависимость спонтанной намагниченности, изменение критической температуры перехода при легировании различными примесями и поведение магнитной восприимчивости в узкозонных ферромагнетиках.
Однако, при данном рассмотрении ёП »М-ПМ всегда является превращением П-го рода, тогда как в реальных ферромагнитных полу-