Бориды - Самсонов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
Электрофизические свойства и параметры электропереноса боридов Mo2Bj и W2Bg
согласуется с моделью конфигурационной локализации Электронных состояний [433].
Температурная зависимость удельного электросопротивления боридов железа и кобальта [139—141] имеет вид, типичный для ферромагнетиков: наблюдаются две области на кривой зависимости (рис. 19) с характерным уменьшением угла наклона при <ъ переходе через точку Кюри. §~ 20 С увеличением содержания . бора в боридах железа и ко- \_„. бальта удельное злектросопро- Ь тивление увеличивается. Для боридов никеля удельное электросопротивление р практиче- 5 15° ски линейно увеличивается с і температурой, хотя и в этом S 1ии случае наблюдается возраста- < ^ ние р с температурой с увеличением отношения В/Ме [141,? 455]. i
Для атомов металлов се- ^ ' мейства железа при образова-^ нии кристаллов характерно за- 0,1 полнение Зй?-полосы, причем ^ вероятность такого заполнения увеличивается от железа к кобальту и никелю. Данное положение согласуется с уменьшением магнитных моментов
кристаллов железа, кобальта и никеля по сравнению с магнитными моментами изолированных атомов этих металлов, а также с уменьшением значений энергии возбуждения 4а-электрона на Зіі-уровень по сравнению с энергией перехода на 4р-уровень [455].
При взаимодействии железа, кобальта и никеля с бором характер спектра валентных электронов атомов металла и бора изменяется так, что атом металла стремится к захвату валентных электронов бора. Такое перераспределение электронной плотности сказывается на изменении электросопротивления.
Увеличение удельного электросопротивления боридов железа, кобальта и никеля с возрастанием атомного отношения В/Ме в работе [139] объясняется влиянием магнитного порядка на энергетический спектр s-электронов. Наличие магнитного порядка у ферромагнитных переходных металлов приводит к изменению фононной части сопротивления. Для ферромагнитных материалов
P = (Р„ + Psa) [1 + С (md + ms)*} + рм,
Рис. 19. Температурная зависимость удельного сопротивления р, коэффициента термо-э. д. с. а и теплопроводности Я боридов железа.
63
•ГДб tha и ttts -v-средняя намагниченность d- и s-электронов; (У — некоторая константа; pS3 И р^^-доли, вносимые в электросопротивление рассеянием s-электронов в s- и d-зоны; рм — сопротивление, вызванное рассеянием носителей тока на магнитных неоднородностях, Более высокое сопротивление FeB по сравнению с Fe2B в работе [139] объясняется нормальным фононным сопротивлением pss+psa- В связи с повышенной плотностью состояний в d-зоне преобладающим в этой сумме является втот рой член, которому электросопротивление обязано увеличением в ряду Fe2B—FeB, і
Так как член pS(j пропорционален плотности состояний в J-полосе на уровне Ферми [101], для оценки влияния степени заполнения of-полосы на величину psrf в работе проведен расчет числа свободных состояний в Зс?-полосе для Fe^B и FeB. Обнаружено, что относительная незаполненность Stf-полосы для РегВ й FeB соответственно равна 15 й 8%ц
Электросопротивление боридов кобальта ниже, чем боридов железа, а перегибы на кривой p—f(T) выражены менее четко И больше сдвинуты в сторону меньших температур (см. рис. 58), Такое отличие в температурной зависимости электросопротивления боридов кобальта от боридов железа можно связать с увеличением плотности состояний в d-полосе и с уменьшением перекрытия й- и s-полос. Первое обстоятельство связано с менее выраженным ферромагнетизмом боридов кобальта (у боридов кобальта меньше величина магнитного момента, см, табл. 89). Разупорядочение спиновой системы У боридод кобальта происходит при более низких температурах, чем у боридов железа. Уменьшение перекрытия d- и s-полос приводит к уменьшению электросопротивления вследствие того, что 45-электроны, ответственные за проводимость, испытывают меньшее рассеяние в Згі-зону. Отсутствие аномалий на кривых p=f{T) для боридов никеля (см. рис, 60) связано с еще большей заполненностью 3d-полосы. Предполагается, что атомы никеля в боридах стремятся к достройке Зс/-уровня не только за счет s-^d-обмена, Но и потому, что происходит передача электронов от атомов бора к атомам металла. Это предположение подтверждается отсутствием ферромагнетизма у боридов никеля, а также согласуется с мо^ ^делью полос, Предложенной в работе [81,0].
Магнитные свойства боридов. Магнитные свойства боридов переходных металлов изучены слабо, Дибориды, по данным работ [608, 615, 619], проявляют парамагнетизм со слабым отрицательным температурным коэффициентом магнитной восприимчивости.
Кадвилль [608] исследовал диборид хрома при 100—1200° К и диборид марганца в интервале 4—1050° К. Обнаружено, что МпВг является ферромагнетиком С точкой Кюри 157° К и моментом насыщения 0,25рв на атом марганца, выше точки Кюри вплоть до 650° К диборид марганца проявляет парамагнетизм
64
Кюри —Вейсса € ц.р=2,30цв. По данным этой работы, дибо-рид хрома является парамагнетиком, причем до 600° К его магнитная восприимчивость изменяется с температурой в соответствии с законом Кюри — Вейсса с цР=2,07іхв. Эти результаты связываются с переходом примерно 1,7 электрона от атомов бора на 3(і-уровни металлов, что маловероятно, так как пере^ ход должен иметь обратное направление — от металла к бору*
