Suprafață Fermi - enciclopedie fizică

DARK ENERGY COOLS VICITĂȚILE GALAXIEI NOASTRE
Energia întunecată este un fenomen misterios care depășește modelul standard al fizicii. Astronomii au fost interesați de ei în urmă cu un deceniu. Din nou, expansiunea universului a devenit urgentă: oamenii de știință au presupus că este pe moarte, dar sa dovedit că se accelerează. Dar în curând astronomii și-au dat seama că energia întunecată are partea ei întunecată. Mai departe.







Fermi -izoenergetich de suprafață. suprafața în spațiul quasimomenta (p-spațiu) corespunzător fermei energetice:


Aici, dispersia legii electronului de conducere; s este numărul de energie. zone (vezi teoria zonelor). se separă la o temperatură T = 0 K ocupată de electronii de conducere ai stării de la liberă. Reprezentând F - n. ne putem limita la o singură celulă a spațiului p (prima zonă Brillouin). dat fiind că punctele finale ale vectorilor p sunt situate în acesta. care descriu toate stările neechivalente. Dar putem folosi un spațiu extins (infinit) p, în care fiecare izoenergetic. suprafața (și Φ este de asemenea n) este periodică cu perioada 2 pbh. unde b este un vector arbitrar al latticei reciproce. Dacă Φ = η. se potrivește complet într-o singură celulă a spațiului p, atunci se numește o astfel de suprafață. zamkn utu th. Dacă Φ = η. traversează granițele celulei din spațiul p, numele său. de t la p s t o d. Când se folosește un spațiu p extins, închisul Φ-η. infinit se repetă de la celulă la celulă, iar calea deschisă trece prin întreg spațiul p. F - n. pot fi deschise în una, două și trei dimensiuni (Figurile 1, 2, 3).


Fig. 1. Suprafața fermi grafitului.


Fig. 2. a este suprafața fermi deschisă Au, Cu. ag; b-section prin planul său [110], direcțiile deschise sunt vizibile.


Fig. 3. a este suprafața electronică Fermi deschisă Pb, iar b este aceeași suprafață într-o singură celulă a rețelei reciproce.

Majoritatea metalelor au mai multe. energia parțial umplută. zone. Prin urmare, ca regulă, Φ = η. are mai multe. cavități (k aramanov, dolin), din care unele pot fi deschise, iar altele sunt închise. F-n închis. poate înconjura o regiune a spațiului p, unde; atunci pentru T = 0 K toate stările în interiorul Ф-n. ocupat. Un astfel de F-n. numit. e l e a n d o n n o th. Dacă în interiorul Φ - η. există state cu. atunci la T = 0 K ele sunt libere și $ = n. numit. D igrochnoy. Normal pentru Φ - п. este viteza electronului electronilor fononi. vectorii de viteză (normali) sunt direcționați spre exterior de suprafețe, în timp ce vectorii de viteză sunt în interior.






Volumul unei cavități este închis. sau o parte a volumului unui F-n deschis. pe o celulă p-spațiu, până la un factor numeric coincide cu ns densității electronilor de conducție aparținând zonei s -lea:


Pentru o gaură F = n. volumul său este asociat de obicei cu densitatea n de găuri - densitatea stărilor libere din zonă:


O clasă specială este compusă din metale compensate (Be, Bi), în care volumul de electroni și cavitățile găurilor sunt Φ-n. sunt egale, adică ele sunt egale cu densitatea electronilor și a găurilor. Dacă Φ este o sferă (K, Na, Rb, Cs), atunci raza ei este egală cu


în elipsoidul Φ - η. (Bi), dimensiunile axelor elipsoidale sunt proporționale cu n 1/3.

Calculul formularului Φ - η. Un metal din beton nu este încă fezabil, deci definiția formei Φ - η. se face prin experiment. date. Cu decomp. gradul de precizie este cunoscut. toate metalele și mulți compuși intermetalici. În acest caz, faptul că cele mai termodinamice cinetică. Difuzor. și alte proprietăți ale metalelor se datorează faptului că electronii ocupă state aproape de Φ-n. Ca rezultat, caracteristicile metalului sunt legate de geom. caracteristici Φ - η. (formă, curbură, arie transversală etc.). Astfel, anizotropia puternică a magnetorezistenței indică deschiderea lui Φ-n. semnul constantei Hall (vezi efectul Hall) determină caracterul Φ - n. (electron sau gaură), oscilații ale magnetului. susceptibilitate la magnoni puternici. câmpurile (efect de Haas-van Alphen) fac posibilă determinarea zonei secțiunii extreme Φ = η; impedanța de suprafață în condițiile unui efect anormal al pielii. curbura este F = n; cuantificarea ciclotronică cuantică este domeniul tuturor secțiunilor (și nu numai cele extreme) ale lui Φ-η. și așa mai departe.

Problema reconstrucției formei Φ - η. prin experimente. datele nu pot fi rezolvate fără a implica teoreticieni. modele. Cel mai des folosit fie abordare (model) de electroni aproape liberi sau electroni de aproximare puternic legat. Ambele modele utilizează considerente de simetrie. care ne permit să determinăm contururile generale ale Φ - η. Aproximare electroni aproape liberi presupune că toate anizotropie F - rezultat p.- periodicității cristalului, în ordinul zero aproximare F - p.- pF multitudine de sfere de rază centrate la punctele p spațiile p = 2phb echivalent cu primul centru zonei Brillouin. Avantajul interacțiunii electronilor cu cristalul-lichid. zăbrele se reduce la îndepărtarea degenerării (dacă diametrul sferă mai mare decât zona Brillouin 1) și conduce la rearanjarea F - n. (de exemplu, există suprafețe deschise). Rezultatul așa-zis. formulare Φ - η. sunt diverse, deși sunt compuse din "resturi" de sfere.

Modelul strâns legat electroni utilizând expansiunea de energie a electronilor în grila în seria Fourier, iar abordarea nu este utilizată întreaga serie, ci mai degrabă mai multe. Membrii săi posedă toate elementele de simetrie ale cristalului.

Tranziția de fază într-un metal este însoțită de o schimbare a lui Φ-n. Astfel, în tranziția de la paramagnetic la feromagnet. (vezi tranziția de fază magnetică), există o divizare a lui Φ-n. doi pentru electroni cu rotiri diferite directionate.

Ext. Efectul asupra metalului poate duce la o schimbare în geometria lui F-n. cavitatea F-n poate să apară sau să dispară. și (sau) să rupă sau să formeze o punte la F - n. În acest caz, caracteristicile electronice ale metalului prezintă anomalii, numite tranziția electronică topologică într-un metal obișnuit.

REFERINȚE Crankell A. Wong K. Suprafața lui Fermi. per. cu engleza. M. 1978; a se vedea, de asemenea, lit. la art. Metale.

M.I. Kaganov, E.M.Epshtein.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: