Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Надыкто Б.А. -> "Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1" -> 127

Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 - Надыкто Б.А.

Надыкто Б.А., Темофеева Л.Ф. Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 — Саров, 2003. — 304 c.
ISBN 5-9515-00-24-9
Скачать (прямая ссылка): plutoniyfundamentproblemi2003.djvu
Предыдущая << 1 .. 121 122 123 124 125 126 < 127 > 128 129 130 131 132 133 .. 222 >> Следующая


Нахождение основного состояния этого гамильтониана - действительно трудная задача, поскольку мы включили два двухэлектронных члена - кулоновское f-f взаимодействие и кулоновский обмен между f электронами и электронами вне f зоны. Само кулоновское взаимодействие между двумя f электронами в узле представляет большие трудности, но эти трудности возрастают многократно, если мы учтем двухэлектронный характер кулоновского обменного взаимодействия.

Орто (пара) тонкая структура и церий как аналог. Прежде чем рассматривать соответствие этой физической картины фазовым переходам в нелегированном плутонии, кратко остановимся на самом очевидном аналоге в периодической системе элементов - сокращении атомного объема при переходе из гцк у-фазы в гцк а-фазу нелегированного церия после охлаждения при умеренных давлениях. С этим изострук-турным переходом в церии связано уменьшение атомного объема примерно на 17% (Koskenmaki, Gschneinder 1978), аналогичное уменьшению атомного объема примерно на 18,5% при переходе 6-плутония в а-плутоний (Donohue 1982).

Предлагая основанную на модели Кондо модель уменьшения объема, Аллен и Мартин (1982) указывают на трудность объяснения большого изменения атомного объема с одновременным объяснением атомных форм-факторов и других характеристик, наблюдаемых экспериментально в обеих фазах церия. В нашей модели основного состояния церия или плутония коррелированная узкая 5f зона в a-фазе имеет тонкую структуру немагнитной (пара) и магнитной (орто) подзон, связанную с обменной симметрией динамики коррелированных электронов. Локальное зондирование показывает пара- и орто-спектральные плотности (атомного типа или очень узкие по энергии), но изменения атомного объема определяются энергией сцепления, связанной со всей спектральной шириной 5f зоны. Как в вышеупомянутой модели Кондо, так и при периодическом по решетке переходе Мотта (Georges et al. 1996) разность энтропий, приводящая к переходу из a-фазы в у-фазу церия, зависит от разности электронной энтропии между почти локализованным и полностью локализованным состоянием, периодическим по решетке. В нашей модели переход происходит из низкотемпературного когерентного состояния (состояния связывания) в высокотемпературное состояние СЛФУ, и этот переход определяется дополнительной энтропией смешения в твердом растворе пара- и орто-узлов f электронов, то есть представляет идеальную смесь с неупорядоченной однородной решеткой. Сумма этой энтропии1 смешения и энтропии отдельных орто- и пара-узлов существенно больше обычной разности электронной энтропии между периодическими по решетке состояниями с почти локализованным и полностью локализованным поведением.2

1 Как обсуждается ниже, переход в это состояние типа твердого раствора определяется локализацией Андерсона, которая физически эквивалентна локализации Мотта для неупорядоченной системы (Mott 1980, Mott 1990).

2 В зависимости от степени локализации f электронов (например, в церии по сравнению с плутонием или ураном в одном и том же химическом окружении) при обмене имеется тенденция к гомогенизации пара- и орто-поведения, и мы ожидаем здесь значительную гомогенизацию в случае нелегированного церия. Мы не будем подробно рассматривать нелегированный церий, но заметим, что в работе (Laegsgaard, Svane 1999) очень подробно исследуется модель уменьшения объема Кондо с использованием сочетания самокор-релированного взаимодействия в рамках ПЛП и модели примесей Андерсона. В этой работе переход из а-фазы к у-фазе объясняется только в предположении изменения параметров гибридизации и делается заключение, что требуется более глубокое изучение функции гибридизации.

Number 26 2000 Los Alamos Science

159
Возможная модель 6-плутония

Гибридизация фазы СЛФУ в режиме слабой гибридизации

Энергетические уровни фазы СЛФУ

Зонно-зонный пара-синглет

----------A-

Г ибридизация

Как указано на этой диаграмме, двухэлектронные антисимме-тризованные состояния в каждом узле решетки представляют собой пара-синглетное основное состояние электрона зоны и 5f электрона, орто-триплетное основное состояние электрона зоны и 5f электрона и возбужденное пара-синглетное состояние электрона зоны с другим электроном зоны (блуждание гасит орбитальные моменты, и поэтому не существует зонно-зонных орто-состояний). Пара-синглет электрона зоны и f электрона гибридизуется с зонно-зонным пара-синглетом, в то время как орто-триплет не может гибридизоваться с зонно-зонным пара-синглетом, поскольку гибридизация сохраняет (не смешивает) спин. Эта решетка двухэлектронных антисимметричных состояний аналогична решетке атомов гелия, в которой порядок

низколежащих уровней энергии атомарного гелия обратный (гелиеподобный пара-синглет основного состояния становится возбужденным состоянием). Показанная ситуация относится к приближению Хартри-Фока с поправкой на двухэлектронные корреляции в низшем порядке гибридизации электрона зоны и f электрона. В таком приближении гибридизационное взаимодействие приводит к тому, что синглетная (пара) компонента вклада 5f электронов в двухэлектронную спектральную плотность становится флуктуирующей между конфигурациями, отличающимися на один 5f электрон. B крупномасштабной вычислительной схеме, включающей эффекты множественного рассеяния, которая разрабатывается для прогнозирования локализации Андерсона, будут эффективно учтены все порядки гибридизации, и она даст более сложные волновые функции, чем показанные простые антисимметричные результаты.
Предыдущая << 1 .. 121 122 123 124 125 126 < 127 > 128 129 130 131 132 133 .. 222 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed