![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Сплавы магнитных переходных металлов |
Сплавы магнитных переходных металлов В последние годы интенсивно изучали электронную структуру и разнообразие физических свойств сплавов переходных металлов. Для изучения магнитных свойств сплавов переходных металлов очень полезным оказался метод рассеяния медленных нейтронов. Исследование упругого и неупругого рассеяния медленных нейтронов в сплавах позволяет получить уникальную информацию о магнитных моментах и форм-факторах, а также об изменении спин-волновой жесткости. Небходимо отметить, что нейтронные исследования распределения магнитного момента в магнитных сплавах и изменение спин-волновой жесткости во многом стимулировали развитие современных методов расчета электронной структуры неупорядоченных сплавов, которые чрезвычайно полезны для решения многих задач физики твердого тела. К ним относят широко теперь известный метод когерентного потенциала . Модель Хаббарда окозалась очень полезной для описания многих электронных и магнитных свойств сплавов переходных металлов и успешно применяется в большом количестве работ. При описании неупорядоченных сплавов с помощью модели Хаббарда вводятся случайные параметры, поэтому говорят о модели Хаббарда со случайными параметрами. Перейдем к ее описанию. Предполагается, что взаимодействие электронов в бинарном неупорядоченном сплаве из двух магнитных компонент описывается следующим модельным гамильтонианом: - операторы уничтожения и рождения электронов Ванье в узле i со спином (. Считается, что интегралы перескока одинаковы для обоих сортов атомов А и В, т.е. ; зонная структура чистых компонент А и В в отсутствие кулоновского взаимодействия одинаковая. Величины - одночастичный потенциал и внутриатомное кулоновское взаимодействие соответственно: (70) Для неупорядоченного сплава величины принимают случайные значения в зависимости от того, заполнен ли узел атомом А или В. Гамильтониан (69) исследовали многие авторы в различных предельных случаях. Если предположим, что какая-либо из компонент сплава (например, В) состоит из немагнитных атомов, то можно положить параметр . Этот случай соответствует модели Вольфа в (69), получим модельный гамильтониан, который рядом авторов был использован для теоретического описания сплава Pd- i. Случай, когда для анализа рассеяния парамагнонов на примесях; Ямада и Шимицу детально исследовал электронную структуру вблизи магнитной примеси () и рассчитал целый ряд физических характеристик примесной системы. Взаимодействие между примесями было рассмотрено в ограничены приближением сильно разбавленного сплава. Метод когерентного потенциала позволяет рассматривать сплав с конечной концентрацией примесей. Можно выделить два направления работ, использующих метод когерентного потенциала для описания неупорядоченных сплавов. Начало первому направлению положила работа . В ней была дана теоретическая интерпретация зависимости от концентрации средней намагниченности, атомных моментов компонент и электронной теплоемкости для сплава icFe1-c. К этому направлению примыкают работы . Подход Хасегава и Канамори (ХК) основан на использовании приближения Хартри- Фока для описания внутриатомной кулоновской корреляции.
В этом случае гамильтониан (69) записывался в следующем виде (71а) таким образом, неупорядоченность, описываемая в рамках приближения когерентного потенциала, характеризуется двумя параметрами в (71а), которые различаются для разных компонент сплава (, i(A, или В), должно определяться самосогласованным образом. Последнее обстоятельство приводит к тому, что не каждая элементарная ячейка является электрононейтральной и может иметь место перенос конечного заряда. Для одночастичного гамильтониана (71) применима стандартная схема метода когерентного потенциала, которую здесь опишем, следуя обозначениям работы . В методе когерентного потенциала (СРА) рассматривается одноэлектронный гамильтониан следующего вида: (72) Здесь W – периодическая часть; D – сумма случайных вкладов, каждый из которых связан с одним узлом. Одноэлектронные свойства сплава вычисляются как средние по ансамблю по всем возможным конфигурациям атомов в решетке. Обычно рассматривают усредненную подобным образом одноэлектронную функцию Грина G(z): (73) Определим Т-матрицу для данной конфигурации сплава с помощью уравнения (74) Тогда функциональное уравнение для определения неизвестного оператора ( будет задаваться условием (75) Уравнение (75) является самосогласованным определением оператора (. Полагая, что (76) можно ввести локальный оператор рассеяния (77) С помощью оператора эффективная среда, характеризуемая оператором (, заменяется рассеянием на реальном атоме в данном узле . В методе когерентного потенциала общее условие самосогласования (75) заменяется его одноузельным приближением (78) таким образом, при этом подходе примесь считается находящейся в эффективной среде, функция Грина которой подбирается так, чтобы Т-матрица рассеяния на примеси в среднем была равна нулю. При этом будем пренебрегать рассеянием парами атомов и более крупными кластерами. Метод когерентного потенциала точен в атомном пределе, когда перескоки электронов с узла на узел очень маловероятны. Сравнение приближений виртуального кристалла, средней Т- матрицы и когерентного потенциала, проведенное в , показало, что метод когерентного потенциала не хуже аппроксимации виртуального кристалла. В методе когерентного потенциала усредненная функция Грина неупорядоченной системы получается из функции Грина для идеальной решетки заменой энергии на комплексную величину. Аналитические свойства величин, вычисляемых в одноузельном приближении когерентного потенциала, нетривиальны; функция Грина аналитична всюду, кроме линий разрезов, соответствующих примесной зоне и зоне основного кристалла. Существенно, что в методе когерентного потенциала эффект рассеяния электронов вследствие неупорядоченности описывается комплексной величиной, а именно когерентным потенциалом. С точки зрения квантовой механики в этом нет ничего необычного. Напомним, что при многократном рассеянии волны на произвольном ансамбле рассеивателей вводится усредненная по ансамблю волновая функция, а потенциал в уравнении Шредингера становится комплексным . Мнимая часть потенциала описывает поглощение вследствие рассеяния. Основная характеристика спектра возбуждений системы есть плотность состояний на единицу энергии D(().
Она определяется мнимой частью функции Грина =GCPA. На основе одночастичной плотности состояний с помощью метода когерентного потенциала можно хорошо описать поведение параметра асферичности ( для сплавов i, Fe и Co . Параметр асферичности является важной характеристикой, экспериментально измеряемой с помощью рассеяния медленных нейтронов и определяется следующим соотношением: g/ ( (79)где ( eg - магнитный элемент, определяемый электронами в состояниях eg- типа, ( - полный спиновый магнитный момент. Эксперименты по рассеянию нейтронов показывают, что измеряемые значения ( в зависимости от ( очень точно укладываются на прямую линию практически для всех сплавов i, Fe и Co. Т. е. ( = а b( (80)Только для чистого i это не выполняется; ( i значительно меньше величины, следующей из (80). Возможной причиной такого отклонения для чистого i может быть либо влияние корреляции электронов, либо специфика одно- частичного поведения системы. В были рассмотрены только одно- частичные свойства системы в подходе Хасегава и Канамори (71) и показано, что для расчета параметра асферичности влияние корреляции не очень существенно. Как и в , рассматривалась область концентраций сплава при 0 ? с ? 0,5. Хасегава и Канамори с помощью метода когерентного потенциала вычислили магнитный момент ( и локальные моменты ( ( i) и ( (Fe). Их результаты хорошо согласуются с экспериментом. Однако, надо заметить, что они использовали не реальную плотность состояний, а сильно идеализированную функцию и проблема решалась с использованием многих свободных параметров. В впервые была использована реальная теоретическая плотность состояний для расчета параметра асферичности ( Для точного расчета ( необходимо было отдельно учесть eg- и 2g – состояния. Получить такие раздельные плотности весьма сложно из-за сильной гибридизации этих состояний. В использовано то обстоятельство, что в точках и на линиях высокой симметрии, где гибридизация отсутствует, волновые функции можно отождествить с eg- и 2g – состояниями. Предполагалось, что количественно поведение волновых функций не сильно изменяется при переходе к другим точкам. Используемая теоретическая плотность состояний состоит из шести подзон, две из них связаны с s-электронами, а остальные четыре имеют в указанных точках и на линиях высокой симметрии поведение плотности состояний электронов в 2g и eg-состояниях. Поэтому можно предположить приближённое разделение плотности состояний на составляющие для 2g и eg- – электронов. В методе когерентного потенциала, выражение для плотности состояний в сплаве Im ?i – когерентный потенциал, определяемый из уравнения ? описывает сдвиг между атомными уровнями Fe b i. В этот параметр очень сильно зависит от спина (?, напротив, предполагалось, что ? практически не зависит от этих величин, чтобы последовательно провести учёт одно-частичных свойств модели. Решение задачи удаётся провести без использования свободных параметров. Были вычислены плотность состояний для i = 2g и различных концентраций. Полученный на основе этих результатов для параметр асферичности ? показан на рис. 11. согласие с экпериментом хорошее.
С поляризуемостью непосредственно связаны преломление и рассеяние света, оптическая активность и другие явления, изучаемые молекулярной оптикой — разделом физической оптики, посвященным изучению оптических свойств вещества. Магнитные свойства молекул. М. и макромолекулы подавляющего большинства химыических соединений диамагнитны (см. Диамагнетизм ). Магнитная восприимчивость М. (c) в ряде органических соединений может быть выражена как сумма значений c для отдельных связей; однако аддитивность c выполняется хуже, чем аддитивность поляризуемостей a. И c, и a определяются свойствами внешних электронов М.; эти две величины связаны одна с другой. Парамагнитны М., обладающие постоянным магнитным моментом (см. Парамагнетизм ). Таковы М. с нечётным числом электронов во внешней оболочке (например, NO и любые свободные радикалы), М., содержащие атомы с незамкнутыми (незаполненными) внутренними оболочками (переходные металлы и др.). Магнитная восприимчивость парамагнитных веществ зависит от температуры, т. к. тепловое движение препятствует ориентации магнитных моментов в магнитном поле
1. Магнитные и электрические свойства сплавов Co1-xNixTe, подвергнутых термобарическому воздействию
3. Линейная и объёмная усадка металлов и сплавов
4. Производство отливок из сплавов цветных металлов
5. Анализ влияния химического состава и технологии получения на жаропрочность металлов и сплавов
9. Цветные металлы и их сплавы
11. Классификация металлов и их сплавов
14. Магнитные носители информации. Запись информации на магнитные носители
15. Виды магнитных дисковых накопителей
16. Пример выполнения магнитного анализа электромагнитного привода в Ansys 6.1.
17. Диагностика с помощью ядерного магнитного резонанса
18. Классификация и маркировка сталей, чугунов и различных сплавов
20. Технология плавки и разливки магниевых сплавов
21. Осаждение сплава олово-свинец
25. Метод моментов в определении ширины линии магнитного резонанса
26. Ядерный магнитный резонанс (ЯМР)
27. Магнитные бури
28. Сплавы
29. Деформируемые алюминиевые сплавы
30. Накопители на гибких магнитных дисках: что это такое и способ производства
32. Влияние особенностей электронной структуры на твердорастворное упрочнение сплавов на основе никеля
33. Магнитно-резонансная томография инфарктов головного мозга
34. Принципы магнитно-резонансной томографии
35. Серебристый эликсир с магнитным соусом
37. Исследование применения сплавов системы Al-Mg-Si для производства поршней гоночных автомобилей
41. Аппараты для воздействия на водонефтяные эмульсии магнитным полем
42. К вопросу о механизме магнитной обработки
43. Измерение коэффициента самодиффузии методом Хана с постоянным градиентом магнитного поля
44. Металлургия стали и сплавов и новые процессы
45. Магнитные свойства археологических объектов
46. Оптические и магнитно-оптические накопители
47. Проектирование бесконтактного магнитного реле
49. Исследование магнитного гистерезиса
51. Магнитные материалы для микроэлектроники
52. Физические опыты в теме МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ТОКА
53. Ядерный магнитный резонанс (ЯМР)
57. Сплавы
58. Электромагнитные, электрические и магнитные поля. Статическое электричество
61. Медные сплавы
63. Петромагнетизм континентальной литосферы и природа региональных магнитных аномалий
64. Магнитные съемки различных масштабов
65. Библиотека накопителей на магнитной ленте DLT сегодня
68. К расчету эффективных магнитных полей в магнитных жидкостях
69. Возмущенные вариации магнитного поля высоких широт: геоэкологические аспекты
75. Паяные соединения. Технология магнитных дисков. Коммутационные устройства
76. Формула габаритной мощности трансформатора. Дроссели и магнитные усилители
79. Анализ свариваемости сплавов на основе меди (М1)
80. Деформированные алюминивые сплавы
82. Изготовление литых деталей из металлических сплавов
83. Литейные металлические сплавы
85. Повышение эффективности процессов обжима трубчатых заготовок давлением импульсного магнитного поля
89. Виды девиации магнитного компаса
90. Аномальное температурное поведение магнитного кругового дихроизма в оксидном стекле с диспрозием
91. Дефекти в металах і сплавах
92. Зависящие от времени процессы в ядерном магнитном резонансе
93. Изучение особенностей электрических свойств магнитных жидкостей
94. Исследование капиллярного подъёма магнитной жидкости при воздействии неоднородного магнитного поля
95. Исследование процессов деформации капель магнитных эмульсий
96. Исследование свойств магнитных наноносителей
97. К расчету эффективных магнитных полей в магнитных жидкостях
98. Колебательное движение тел, взвешенных в магнитных коллоидных наносистемах