Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 542672)
Консорциум Контекстум Информационная технология сбора цифрового контента
Уважаемые СТУДЕНТЫ и СОТРУДНИКИ ВУЗов, использующие нашу ЭБС. Рекомендуем использовать новую версию сайта.

Электронная структура, физические свойства и корреляционные эффекты в d- и f-металлах и их соединениях (150,00 руб.)

0   0
Первый авторИрхин В. Ю.
АвторыИрхин Ю. П.
ИздательствоМ.: Институт компьютерных исследований
Страниц475
ID301500
АннотацияМонография включает рассмотрение всех основных физических свойств d- и f-переходных металлов и изложение соответствующих теоретических концепций. Подробно обсуждаются некоторые нетрадиционные вопросы: влияние особенностей плотности состояний на электронные свойства; многоэлектронное описание сильного коллективизированного магнетизма; механизмы магнитной анизотропии; микроскопическая теория аномальных кинетических явлений в ферромагнетиках. Помимо классических проблем физики твердого тела в применении к переходным металлам, рассмотрены современные достижения в теории электронных корреляций d- и f -систем в рамках многоэлектронных моделей.
Кому рекомендованоКнига рассчитана на широкий круг физиков-твердотельщиков любого возраста — как теоретиков, так и экспериментаторов.
ISBN978-5-93972-684-9
УДК539.2
ББК22.37+34.2
Ирхин, В.Ю. Электронная структура, физические свойства и корреляционные эффекты в d- и f-металлах и их соединениях [Электронный ресурс] : [монография] / Ю.П. Ирхин, В.Ю. Ирхин .— 2-е изд., испр. и доп. — М. : Институт компьютерных исследований ; Ижевск : Регулярная и хаотическая динамика, 2008 .— 475 с. — Библиогр.: с. 437-459 (738 назв.) .— ISBN 978-5-93972-684-9 .— Режим доступа: https://rucont.ru/efd/301500

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Кристаллическое поле и орбитальные моменты в твердыхтелах . <...> Вычисления зонной структуры редкоземельныхэлементов и актинидов . <...> Обменные взаимодействия и модель Гейзенберга для локализованныхспинов . <...> Замораживание орбитальныхмоментов периодическим потенциалом решетки и магнитная анизотропия d-металлов . <...> Магнитное упорядочение в решеткахКондо и соединенияхс тяжелыми фермионами . <...> Многоэлектронные операторы рождения для атомных конфигураций и операторы Хаббарда . <...> Метод операторов Хаббарда в модели Гейзенберга . <...> Помимо традиционныхвопросов физики твердого тела, мы рассматриваем некоторые современные темы, например магнетизм сильно коррелированных и низкоразмерныхэлектронныхсистем, аномальные свойства экзотическихредкоземельныхи актинидныхсистем (решетки Кондо, соединения с тяжелыми фермионами), формирование необычныхквантовыхсостояний с нетривиальным спектром возбуждения и т. д. <...> Эти эффекты становятся важными начиная с l = 2 и сильно выражены для редкоземельныхэлементов (l = 3). <...> В приложении C мы обсуждаем эти эффекты более подробно, используя многоэлектронный гамильтониан и теорию углового момента. <...> Это объясняет тот факт, что магнитное упорядочение, связанное с существованием локальныхмоментов, возникает только для 3d-металлов. <...> В то же время зонная теория определенно недостаточна для сильно локализованных f -состояний, а также при рассмотрении некоторых физическихявлений, например магнетизма (особенно при конечныхтемпературах) и переходов металл—изолятор (Мотта—Хаббарда) [25]. <...> Такие упрощенные версии метода Хартри—Фока, как теория коллективизированного магнетизма Стонера, были не слишком успешными. <...> Позднее некоторые недостатки этой теории были улучшены полуфеноменологическими теориями спиновыхфлуктуаций [26], которые, однако, в большинстве случаев не принимают во внимание эффекты корреляции в основном состоянии. <...> Стартуя с атомного предела, Хаббард выполнил расцепление <...>
Электронная_структура,_физические_свойства_и_корреляционные_эффекты_в_d-_и_f_-металлах_и_их_соединениях.pdf
УДК 539.2 ББК 22.37+34.2 И84 Издание осуществлено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальныхисследований по проекту №08-02-07002. Ирхин В.Ю., ИрхинЮ. П. И84 Электронная структура, физические свойства и корреляционные эффекты в d-и f -металлахи ихсоединениях.—2-е изд., испр. и доп.—М.—Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика»; Институт компьютерныхисследований, 2008.—476 с.: ил. ISBN 978-5-93972-684-9 Монография включает рассмотрение всехосновныхфизическихсвойств d-и f -переходных металлов и изложение соответствующих теоретических концепций. Подробно обсуждаются некоторые нетрадиционные вопросы: влияние особенностей плотности состояний на электронные свойства; многоэлектронное описание сильного коллективизированного магнетизма; механизмы магнитной анизотропии; микроскопическая теория аномальных кинетическихявлений в ферромагнетиках. Помимо классическихпроблем физики твердого тела в применении к переходным металлам, рассмотрены современные достижения в теории электронныхкорреляций d-и f -систем в рамкахмногоэлектронныхмоделей. Книга рассчитана на широкий круг физиков-твердотельщиков любого возраста—как теоретиков, так и экспериментаторов. УДК 539.2 ББК 22.37+34.2 ISBN 978-5-93972-684-9  В. Ю. Ирхин, Ю. П. Ирхин, 2004, 2008 c c  НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2008
Стр.2
Оглавление Предисловие ко второму изданию ..................... 8 Предисловие к первому изданию ...................... 10 1. Общие представления физики переходных металлов ......... 14 1.1. Частично заполненные атомные оболочки и электронная локализация в переходных металлах ..................... 14 1.2. Атомный и зонный подходы в теории переходных элементов . . . 19 1.3. Кристаллическое поле и орбитальные моменты в твердыхтелах . . 25 2. Зонная теория .............................. 33 2.1. Основные представления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.2. Метод ортогонализованныхплоскихволн и псевдопотенциал . . . 36 2.3. Методы присоединенныхплоскихволн и Корринги—Кона—Ростокера 39 2.4. Методы Хартри—Фока—Слэтера и функционала плотности в проблеме электронныхкорреляций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.5. Обсуждение результатов вычисления зонной структуры . . . . . . 51 2.6. Экспериментальные исследования зонной структуры: спектральные данные . ............................... 64 2.7. Вычисления зонной структуры редкоземельныхэлементов и актинидов ................................. 81 2.8. Поверхность Ферми . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 2.8.1. Методы исследования поверхности Ферми и эффект де Гааза—ван Альфена . ....................... 87 2.8.2. Экспериментальные и теоретические результаты для поверхностей Ферми . ........................ 90 3. Термодинамические свойства ...................... 102 3.1. Энергия связи и определяемые ею свойства . . . . . . . . . . . . . 102 3.2. Кристаллическая структура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 3.3. Теплоемкость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 3.3.1. Решеточная теплоемкость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 3.3.2. Электронная теплоемкость . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 3.3.3. Теплоемкость магнитныхметаллов . . . . . . . . . . . . . . 140 4. Магнитные свойства ........................... 144 4.1. Обменные взаимодействия и модель Гейзенберга для локализованныхспинов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 4.2. Магнитная восприимчивость парамагнитныхпереходныхметаллов 148 4.3. Ферромагнетизм коллективизированныхэлектронов и теория Стонера 157 4.4. Теория спиновыхфлуктуаций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 4.5. Электронная структура и свойства полуметаллическихферромагнетиков . ................................ 171
Стр.5
6 Оглавление 4.6. Магнетизм сильно коррелированных d-систем . . . . . . . . . . . 181 4.7. Магнетизм редкоземельныхэлементов и актинидов . . . . . . . . 187 4.8. Магнитная анизотропия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 4.8.1. Замораживание орбитальныхмоментов периодическим потенциалом решетки и магнитная анизотропия d-металлов . . 196 4.8.2. Магнитная анизотропия редкоземельныхэлементов . . . . . 199 5. Кинетические свойства ......................... 203 5.1. Общая классификация явлений переноса . . . . . . . . . . . . . . 204 5.2. Вычисление кинетическихкоэффициентов . . . . . . . . . . . . . 207 5.3. Сопротивление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 5.3.1. Электрон-электронное рассеяние . . . . . . . . . . . . . . . 213 5.3.2. Механизм s—d-рассеяния Мотта . .............. 221 5.3.3. Сопротивление магнитныхметаллов . . . . . . . . . . . . . 222 5.3.4. Сопротивление сплавов переходных металлов . . . . . . . . 227 5.3.5. Двухтоковая модель ферромагнитных металлов . . . . . . . 228 5.4. Термоэлектродвижущая сила . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 5.5. Эффект Холла . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 5.6. Магнитосопротивление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 5.7. Аномальные кинетические эффекты в ферромагнитныхметаллах . 251 5.7.1. Аномальный эффект Холла . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 5.7.2. Магнитосопротивление в присутствии спонтанной намагниченности . ........................... 261 5.7.3. Магнитооптические эффекты . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 5.7.4. Термомагнитные эффекты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 6. Эффект Кондо и аномальные свойства d-и f-соединений ...... 268 6.1. Эффект Кондо на одном центре . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 6.2. Температура Кондо для d-примесей . ................ 276 6.3. Спиновая динамика и электронные свойства решеток Кондо . . . . 280 6.4. Основное состояние решеток Кондо . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 6.5. Системы с промежуточной валентностью . . . . . . . . . . . . . . 288 6.6. Магнитное упорядочение в решеткахКондо и соединенияхс тяжелыми фермионами .......................... 295 6.7. Носители тока в двумерном антиферромагнетике . . . . . . . . . . 306 6.8. Состояние спиновой жидкости в системахсо спиновыми и зарядовыми степенями свободы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 Заключение .................................. 317 Приложения ................................. 320 A. Многоэлектронные операторы рождения для атомных конфигураций и операторы Хаббарда .......................... 320 B. Oператоры углового момента и двойные неприводимые тензорные операторы .............................. 327 C. Многоэлектронный гамильтониан кристалла ............. 333
Стр.6
Оглавление 7 D. Межатомное электростатическое взаимодействие и вывод гамильтониана Гейзенберга ............................ 340 E. Спиновые волны в гейзенберговских магнетиках и метод функций Грина ................................. 347 F. Метод операторов Хаббарда в модели Гейзенберга .......... 353 G. Электрон-магнонное взаимодействие в магнитных металлах .... 358 G.1. Ферромагнетики . .......................... 359 G.2. Антиферромагнетики ......................... 370 H. Модель Хаббарда с сильными корреляциями ............. 379 I. s—d-обменная модель с узкими зонами и t—J-модель ......... 386 J. Электронные состояния и спиновые волны в хаббардовском ферромагнетике с узкими зонами ....................... 390 K. s—f-обменная модель и косвенное обменное взаимодействие в редких землях ................................ 395 L. Спин-орбитальное взаимодействие ................... 398 M. Вывод кинетических уравнений методом матрицы плотности и теория аномального эффекта Холла .................... 403 M.1.Примесное рассеяние ........................ 407 M.2. Рассеяние фононами ......................... 410 M.3. Рассеяние спиновыми неоднородностями . . . . . . . . . . . . . . 412 N. Вырожденная модель Андерсона .................... 418 O. Приближение среднего поля для основного состояния магнитных решеток Кондо ............................... 424 P. Представления Швингера и Дайсона—Малеева в теории двумерных гейзенберговских антиферромагнетиков ................ 430 Литература .................................. 437 Предметный указатель ........................... 460
Стр.7