Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Надыкто Б.А. -> "Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1" -> 128

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 .. 122 123 124 125 126 127 < 128 > 129 130 131 132 133 134 .. 222 >> Следующая


Пара-синглет электрона зоны и f электрона

Орто-триплет электрона зоны и f электрона

Правильно антисимметризованные двухэлектронные состояния

Пара-синглет электрона зоны и f электрона = [зона(г.,) f (r2) + f (г,) зона(г2)] [f (1)1 (2) - |(1)f (2)] Зонно-зонный пара-синглет = [зона(г1) зона(г2) + зона(г1) зона(г2)] [f (1)4(2) — 1(1) f (2)]

Орто-триплет электрона зоны и f электрона = [зона (г,) f (r2) — f (г-,) зона (r2)] х Tf(1) f (2)

уО) I (2) + 1(1) t (2) 1(1) 1 (2)

Существование орто (пара) тонкой структуры предполагает малый масштаб энергии, связанный с термодинамикой, и большой масштаб энергии, связанный со взаимодействиями первичных электронов (энергия Ферми, спектральная ширина заселенных 5f состояний, энергия f-f корреляций U и потенциал одноэлектронной гибридизации). Правильный малый масштаб энергии орто (пара) тонкой структуры был получен в более ранних расчетах (Wills, Cooper 1987, Wills, Cooper 1990).

Определение орто- и пара-состояний. Член, включающий гибридизацию между f электронами и электронами вне f зоны в гамильтониане Щ (первый член в уравнении (Ib)), представляет собой линейную комбинацию членов, которые описывают уничтожение одного f электрона и создание одного электрона вне f зоны, или наоборот. При рассмотрении динамики корреляции между этими двумя электронами (точнее, непосредственного влияния на движение, вызванного связью через межэлектронное кулоновское взаимодействие) нам необходимо вычислить двухэлектронные матричные элементы, используя двухэлектронные обменносимметризованные волновые функции, как это делают в случае атома гелия. Напомним, что имеется две возможные формы этих двухэлектронных волновых функций, которые мы называем пара и орто. Первая - это произведение симметричного (пара) двухэлектронного орбитального состояния и двухэлектронного спинового синглета (который антисимметричен при обмене электронами); вторая - это произведение антисимметричного (орто) двухэлектронного орбитального состояния и двухэлектронного спинового триплета (который симметричен при обмене электронами). Форма таких состояний описана во вставке на этой странице.

160

Los Alamos Science Number 26 2000
Поскольку считается, что гибридизация действует между двухэлектронными волновыми функциями, антисимметричными при обмене, то влияние обмена можно учесть соответствующим образом через одноэлектронный обменно-корреляционный потенциал при условии, что электроны в системе не слишком близки к состоянию полной локализации. Это очень существенное упрощение позволило разработать вычислительную методику для магнитного упорядочивания класса соединений урана и определить механизмы, управляющие последовательностью фазовых переходов в нелегированном плутонии. Эта разработка включает то, что было известно из работ Уилса и Купера (1987) и Шенга и Купера (1994) по слабо гибридизован-ным соединениям церия с более похожими на атомные состояниями. Наша методика очень успешна в прогнозировании поведения магнитного упорядочивания мо-нохалькогенидов урана, имеющих кристаллическую структуру хлористого натрия, при высоких давлениях (до значений ~ 20 ГПа) и при определенных изменениях в уране при небольшом легировании, которые будут описаны ниже. Ввиду таких больших возможностей прогнозов мы решили применить эту же теорию и физическую картину к нелегированному плутонию и его стабилизации в гцк структуре.

В режиме слабой гибридизации можно получить правильное и полезное представление процесса гибридизации, если рассмотреть решетку двухэлектронных атомов гелия, в которой обычный порядок нижних уровней энергии атомов заменен на обратный (см. вставку на с. 160). То есть основное состояние атомов в этой решетке имеют двухэлектронные компоненты как s-5f пара-синглета, так и s-5f орто-трипле-та, а возбужденное состояние представляет собой дважды s-заселенный пара-синглет. Часть этих двухэлектронных волновых функций s типа связана с виртуальной заселенностью этого состояния электронами р и d зон, которые утратили свой р и d орбитальный характер из-за блуждания (Van Vleck 1932, Kittel 1996).

Из уравнения (1в) можно видеть, что гибридизация сохраняет спин (не включает его) и поэтому действует только между s-s пара-синглетом и s-5f пара-синглетом основного состояния. Следовательно, в низшем порядке взаимодействие при гибридизации приводит к тому, что синглетная (пара) компонента 5f вклада в двухэлектронную спектральную плотность становится блуждающей, то есть флуктуирующей между конфигурациями, отличающимися на один 5f электрон. Триплетная компонента (орто) остается локализованной - то есть она имеет устойчивую конфигурацию (см. вставку на с. 160). Фактически это описание соответствует физике резонансного рассеяния, представленной в работе (Coqblin, Schrieffer 1969) применительно к гибридизации.

В режиме достаточно слабой гибридизации поведение 5f электронов, рассматриваемое локально в данном узле, может быть одним из двух типов: (1) полностью локализованным (орто), а поэтому способным давать большой (типа свободных ионов) орбитальный вклад в упорядоченный магнитный момент (а также и большой спиновый вклад из-за сильной спин-орбитальной связи) или (2) флуктуирующим между f4 и f5 (пара) и тем самым обеспечивающим блуждающую 5f компоненту, которая может передавать посредством гибридизации сообщение об орбитальной магнитной поляризации между узлами локализованных 5f электронов. Следовательно, магнитное упорядочение с большим орбитальным вкладом может происходить в режиме слабой гибридизации.
Предыдущая << 1 .. 122 123 124 125 126 127 < 128 > 129 130 131 132 133 134 .. 222 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed