Электронная структура и магнитные свойства неупорядоченных сплавов с ближним порядком

• Автор: Багрец, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Литературный обзор
1.1. Различные подходы к исследованию моделей неупорядоченных сплавов
1.2. Расчеты свойств неупорядоченных сплавов из "первых принципов"
1.3. Магнетизм в сплавах железа с ер-элементами
Глава 2. Феноменологическое описание магнитных свойств неупорядоченных сплавов металл-металлоид с учетом ближнего порядка
2.1. Учет ближнего порядка при расчетах вероя тностей образования кластеров атомов
2.2. Результаты и их обсуждение:
2.3. Выводы
Глава 3. Формализм расширенного пространства (ФРП)
для сплава с ближним порядком
3.1. Введение
3.2. Корреляционные функции марковского типа
3.3. Построение базиса в расширенном пространстве для одномерного случая
3.4. Конфигурационное усреднение резольвенты в случае марковских корреляций
3.5. ФРП и усреднение резольвенты для случая произвольных корреляций и размерности пространства больше
3.6. Предельные случаи упорядоченного кристалла
3.7. Аналитические свойства усредненной резольвенты
3.8. Выводы

Глава 4. Анализ уравнений самосогласованна для массового
оператора
4.1. Аналог приближения блуждающего кластера
4.2. Результаты численных расчетов
4.3. Аналог приближения когерентного потенциала
4.4. Приближенное аналитическое решение интегрального уравнения
4.5. ФРП и линеаризованный метод "muffin-tin" орбиталей
4.6. Выводы
Заключение
Приложение
Список литературы
Введение
Техническое развитие общества требует постоянного обновления материалов, одним из источников которого в настоящее время являются неупорядоченные сплавы. При сплавлении или разупорядочении свойства вновь полученных соединений (например, магнитные) могут кардинально отличаться от свойств исходных компонентов. Для объяснения и прогнозирования этих изменений необходимо развитие методов расчета электронной структуры неупорядоченных сплавов, поскольку именно конкретный вид энергетического спектра определяет подавляющее большинство электронных свойств, таких как транспортные, магнитные, оптические и так далее. Препятствием к построению таких теорий в неупорядоченных системах является отсутствие периодичности потенциала ионов кристаллической решетки.
В настоящее время общепринятым подходом, который позволяет преодолевать эту трудность, является приближение когерентного потенциала (ПКП). Комбинация ПКП с "первопринципными" линейными методами расчета зонной структуры позволяет получать информацию об электронных и магнитных свойствах неупорядоченных сплавов, которая по точности согласуется с результатами, получаемыми для упорядоченных систем. В то же время, как это хорошо известно, ПКП является "одноузельным" приближением и не может учесть эффекты межатомных корреляций и многократного рассеяния на кластерах. Эти эффекты, однако, могут оказывать существенное влияние на формирование электронных. спектров неупорядоченных систем. Учет корреляций в расположении атомов в неупорядоченных средах необходим, поскольку экспериментальные данные свидетельствуют о том, что независимое распределение случайных величин в сплавах реализуется достаточно редко. Так, для задач, связанных с фазовыми переходами или явлениями сегрегации, вопросы взаимосвязи и взаимного влияния пространственных корреляций расположения атомов и формирования электронной структуры выдвигаются на первый план.
Применение стандартных рядов теории возмущений к вычислению коифигурационно-усреднениой резольвенты с учетом корреляций и мно-

ных сфер является анизотропный. Поэтому в формуле (1.6) величины Рк приобретают смысл вероятностей образования кластера с К атомами металлоида в I координационной сфере. Одновременный учет изотропных и анизотропных вкладов становится практически невозможным в случае сплавов с высоким содержанием легирующего элемента. Кроме того, существенно важным результатом явилось то, что найденные из обработки эксперимента значения Нк [90, 111] оказались нелинейно зависящими от числа К и практически независящими от концентрации х зр элементов.
Существование корреляций между локальными сверхтонкими магнитными полями Нк и локальными магнитными моментами тк позволило далее авторам [86—90] моделировать по аналогии с известными значениями Нк зависимости локальных магнитных моментов тк от числа К атомов ер-элемента в ближайшем окружении атома Ре. При моделировании тк (которые так же полагались не зависящими от концентрации х легирующего элемента) использовались данные по изомерным сдвигам и результаты магнитонейтронографических исследований для упорядоченных сплавов. Сравнение рассчитанных значений средних магнитных моментов на атоме Ре
тре = Е ткРк (1-8)

с экспериментально найденными из измерений удельной намагниченности насыщения позволяло оценить корректность выбранной модели.
Предложенные авторами работ [86-90] зависимости Нк и п: Л- представлены в таблицах 1 и 2 (см. главу 2, стр. 45, 46). Критические значения К, для которых эти величины обращаются в ноль, равны 8 для Ре-А1, 7 для Ре-81 и 6 для Ре-Р сплавов. Из таблиц так же видно, что можно выделить две области линейных зависимостей Нк и тк от К с условными точками пересечений К' равными а* 3.1 для Ре-А1, ~ 2.4— 2.5 для Ре-Э! и ~ 1.7 — 1.8 для Ре-Р сплавов.
Разумеется, магнетизм в сплавах переходных металлов имеет зонный характер — это следует из последовательного квантовомеханического описания, а так же из первопринципиых расчетов зонной структуры (см., например, ссылки в §1.2 настоящей главы). Феноменологические модели (1.6), (1.8) типа Джаккарино-Уолкера, успешно описывающие экспериментальные данные для сплавов металл-металлоид, базируются на таких