Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634655)
Контекстум
.

Лекции по квантовой теории металлов (150,00 руб.)

0   0
Первый авторЖуравлев В. А.
ИздательствоМ.: Институт компьютерных исследований
Страниц240
ID301415
АннотацияКнига представляет собой курс лекций по электронной теории металлов, который читался для студентов старших курсов физических специальностей. Курс естественным образом вводит слушателей в систему современных представлений квантовой теории металлического состояния. Всюду можно видеть стремление автора в ясной форме представить все необходимые выкладки и вычисления, однако по замыслу этот курс призван дать лишь качественное описание только электронной структуры металлов и их свойств.
ISBN5-93972-124-9--
УДК530.145
ББК22.314
Журавлев, В.А. Лекции по квантовой теории металлов / В.А. Журавлев .— Москва : Институт компьютерных исследований, 2002 .— 240 с. — ISBN 5-93972-124-9-- .— URL: https://rucont.ru/efd/301415 (дата обращения: 23.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

В. А. Журавлев ЛЕКЦИИ ПО КВАНТОВОЙ ТЕОРИИ МЕТАЛЛОВ Москва 2002 УДК 530 Интернет-магазин http://shop.rcd.ru • фи з и к а • ма т е ма т ика • би о л о г ия • т е хн ика Журавлев В.А. <...> Адиабатическое приближение для электронно-ионной модели металла . <...> Формализм вторичного квантования и приближение свободных электронов в одноэлектронной модели . <...> Электронный газ в периодическом поле ионов металла . <...> Число электронных состояний в зоне Бриллюэна . <...> Энергетический спектр электрона в поле с периодическим потенциалом . <...> Оператор Блоха в представлении операторов вторичного квантования . <...> Электронные полосы в приближении свободных электронов . <...> Построение поверхности Ферми в приближении свободных электронов . <...> Экранирование дальнодействующего кулоновского потенциала во взаимодействующем электронном газе . <...> Плазменные колебания и приближение хаотических фаз . <...> Диэлектрическая функция в рамках приближения хаотических фаз (RPA) . <...> В основе этих закономерностей лежит энергетический спектр электронов в металлах. <...> Естественно, что основные положения теории могут быть изложены как на одночастичной, так и на многочастичной основе. <...> В каждом атоме энергия валентного электрона в основном состоянии определяет размеры атомного пространства, занятого электроном. <...> Валентный электрон стремится занять ту часть атомного пространства, где его потенциальная энергия минимальна при минимальной кинетической энергии. <...> При конденсации изолированных атомов в кристалл валентный электрон как бы «размазывается» по кристаллу, т. е. получает возможность распространиться на соседние атомы. <...> Перекрывающиеся в этом случае волновые функции валентных электронов приводят, вследствие принципа Паули, к уменьшениюсвободного объема для электрона в кристалле и вызывают силы отталкивания. <...> Смысл такого представления заключается в утверждении точки зрения на металл как на совокупность двух взаимодействующих подсистем: ионной подсистемы и подсистемы коллективизированных <...>
Лекции_по_квантовой_теории_металлов.pdf
Стр.2
Стр.3
Стр.4
Стр.5
Стр.6
Лекции_по_квантовой_теории_металлов.pdf
УДК 530 Интернет-магазин http://shop.rcd.ru • фи з и к а • ма т е ма т ика • би о л о г ия • т е хн ика Журавлев В.А. Лекции по квантовой теории металлов. —Москва: Институт компьютерных исследований, 2002, 240 с. Книга представляет собой курс лекций по электронной теории металлов, который читался для студентов старших курсов физических специальностей. Курс естественным образом вводит слушателей в систему современных представлений квантовой теории металлического состояния. Всюду можно видеть стремление автора в ясной форме представить все необходимые выкладки и вычисления, однако по замыслу этот курс призван дать лишь качественное описание только электронной структуры металлов и их свойств. ISBN 5-93972-124-9 c  В.А.Журавлев, 2002 c  Институт компьютерных исследований, 2002 http://rcd.ru
Стр.2
Содержание Предисловие . . . ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 7 Лекция 1 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 9 1.1. Предмет и метод квантовой теории металлов . . ... .... . 9 1.2. Квантово-механическая схематизация металлического состояния .. .... .... ... .... .... .... ... .... . 9 1.3. Проблема многих тел ... .... .... .... ... .... . 12 1.4. Адиабатическая гипотеза Борна –Оппенгеймера ... .... . 13 1.5. Адиабатическое приближение для электронно-ионной модели металла .. .... ... .... .... .... ... .... . 15 1.6. Элементарные возбуждения ... .... .... ... .... . 19 Лекция 2 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 20 2.1. Электронные состояния в металлах ... .... ... .... . 20 2.1.1. Общие положения . .... .... .... ... .... . 20 2.2. Одноэлектронная модель . .... .... .... ... .... . 21 2.2.1. Приближение Хартри ... .... .... ... .... . 21 2.2.2. Приближение Хартри–Фока ... .... ... .... . 24 2.2.3. Методы решения систем уравнений Хартри и Хартри–Фока .. ... .... .... .... ... .... . 26 2.2.4. Аппроксимация уравнений Хартри–Фока . . .... . 26 Лекция 3 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 28 3.1. Свободные электроны ... .... .... .... ... .... . 28 3.1.1. Формализм вторичного квантования и приближение свободных электронов в одноэлектронной модели . . . 35 3.1.2. Возбужденное состояние свободного электронного газа 39
Стр.3
4 Содержание Лекция 4 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 41 4.1. Взаимодействующий электронный газ .. .... ... .... . 41 4.1.1. Возбужденное состояние взаимодействующего электронного газа. Квазичастицы ... .... ... .... . 54 4.1.2. Корреляции в электронном газе . .... ... .... . 58 Лекция 5 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 60 5.1. Электронный газ в периодическом поле ионов металла . . . . 60 5.1.1. Теорема Блоха ... .... .... .... ... .... . 61 5.1.2. Точечная и трансляционная симметрия идеальной кристаллической структуры ... .... ... .... . 64 5.1.3. Элементарная ячейка кристаллической структуры. Ячейка Вигнера –Зейтца . .... .... ... .... . 64 5.1.4. Обратная решетка . .... .... .... ... .... . 65 5.1.5. Зоны Бриллюэна . . .... .... .... ... .... . 67 5.1.6. Число электронных состояний в зоне Бриллюэна . . . 68 Лекция 6 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 71 6.1. Энергетический спектр электрона в поле с периодическим потенциалом . .... ... .... .... .... ... .... . 71 6.1.1. Оператор Блоха в представлении операторов вторичного квантования . .... .... .... ... .... . 78 Лекция 7 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 83 7.1. Приближение Кронига –Пенни .. .... .... ... .... . 83 Лекция 8 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 93 8.1. Методы расчета энергетической зонной структуры . .... . 93 8.1.1. Метод Вигнера –Зейтца (метод ячеек) . . ... .... . 94 8.2. Силы сцепления в металлах ... .... .... ... .... . 98 Лекция 9 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 104 9.1. Электронные полосы в приближении свободных электронов . 104 9.2. Метод орторгонализированных плоских волн . ... .... . 108 Лекция 10 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 118 10.1. Метод псевдопотенциала . .... .... .... ... .... . 118 10.1.1.Формализация метода псевдопотенциала . . . .... . 122
Стр.4
Содержание 5 10.1.2.Модельные псевдопотенциалы . . .... ... .... . 126 10.2. Другие методы расчета энергетических электронных полос в металлах ... .... ... .... .... .... ... .... . 128 Лекция 11 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 130 11.1. Энергия Ферми. Поверхность Ферми . . .... ... .... . 130 11.1.1. Топология ферми-поверхности .. .... ... .... . 131 11.1.2. Построение поверхности Ферми в приближении свободных электронов .... .... .... ... .... . 139 Лекция 12 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 142 12.1. Характеристики энергетической структуры электронных полос142 12.1.1. Топология седловых точек .... .... ... .... . 149 Лекция 13 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 152 13.1. Многоэлектронная модель .... .... .... ... .... . 152 13.1.1. Предпосылки многочастичного метода . ... .... . 152 13.1.2. Различные формы многоэлектронной модели .... . 154 13.1.3. Экранирование дальнодействующего кулоновского потенциала во взаимодействующем электронном газе . . 156 Лекция 14 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 163 14.1. Плазменные колебания и приближение хаотических фаз . . . 163 14.1.1. Объемные и поверхностные плазмоны . ... .... . 170 Лекция 15 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 175 15.1. Диэлектрическая функция в рамках приближения хаотических фаз (RPA) ... ... .... .... .... ... .... . 175 Лекция 16 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 189 16.1. Дисперсионный закон для плазмонов .. .... ... .... . 189 Лекция 17 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 200 17.1. Фотон-электронное взаимодействие в металлах ... .... . 200 17.2. Энергия основного состояния электронного газа ... .... . 201 17.2.1. Электронный газ низкой плотности (модель Вигнера) . 205 17.2.2. Корреляционная энергия электронного газа при плотностях, соответствующих металлам ... ... .... . 209
Стр.5
6 Содержание Лекция 18 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 211 18.1. Плазма металлов ... ... .... .... .... ... .... . 211 18.2. Равновесные свойства металлов . .... .... ... .... . 213 18.2.1. Сжимаемость, скорость звука .. .... ... .... . 213 18.2.2. Теплоемкость электронного газа . .... ... .... . 217 18.3. Магнитные свойства металлов . . .... .... ... .... . 220 18.4. Энергия сцепления в металлах . . .... .... ... .... . 221 Лекция 19 ... .. ... .. .. ... .. ... .. .. ... .. ... 223 19.1. Некоторые эксперименты о связи электронной структуры с механическими свойствами металлов и полуметаллов . . . . 223 19.1.1. Изменение Ферми-поверхности при всесторонней и односторонней деформации металла. Переход Мотта . 223 19.2. Разупрочнение металла при сверхпроводящем переходе . . . 229 19.3. Затухание ультразвука в металлах при низких температурах . 232 19.4. Электропластический эффект .. .... .... ... .... . 233 19.5. Электронная эмиссия при пластической деформации и разрушении металла .. ... .... .... .... ... .... . 235 Литература к лекции 19 .. ... .... .... .... ... .... . 237 Рекомендуемая литература .. ... .. ... .. .. ... .. ... 239
Стр.6