Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Вонсовский С.В. -> "Квантовая физика твердого тела." -> 29

Квантовая физика твердого тела. - Вонсовский С.В.

Вонсовский С.В., Кацнельсон М.И. Квантовая физика твердого тела. — М.: Наука, 1983. — 336 c.
Скачать (прямая ссылка): vonsovskiykvantovayafizika1983.pdf
Предыдущая << 1 .. 23 24 25 26 27 28 < 29 > 30 31 32 33 34 35 .. 164 >> Следующая


о физике конденсированного состояния, причем это понятие включает кристаллы, жидкости и аморфные твердые тела. Такое объяснение физически оправдано1. Так, основным свойством*как кристаллических, так и жидких, и аморфных металлов является наличие электронов проводимости, в ковалентных материалах (полупроводниках) определяющим является характер химической связи и ближний порядок, т.е. свойства локального окружения выделенного атома, не слишком сильно, как оказывается, меняющиеся при плавлении кристалла или переходе в аморфное состояние.

Вместе с тем неупорядоченные системы (некристаллические конденсированные тела и кристаллические неупорядоченные сплавы) обладают рядом специфических свойств. С математической точки зрения они все связаны со случайным характером потенциала электрон-ионного взаимодействия, который вызван неупорядоченным, флуктуирующим расположением ионов. Неупорядоченные системы, как и кристаллы, можно описывать с помощью представления о квазичастицах, однако их состояния уже нельзя определять с помощью квазиимпульса. Они характеризуются теперь, вообще говоря, случайными величинами, меняющимися при переходе от одной реализации потенциала к другой. Некоторые характеристики обладают свойством само-усредняемости, т.е. утрачивают свой случайный характер и становятся достоверными при обычном в статистической физике переходе к бесконечно большим системам. Это дает возможность делать в принципе точные количественные предсказания, но и требует разработки совершенно особых методов поиска и вычисления таких величин. С соответствующими вопросами можно познакомиться в монографии И.М.Лифшица и др., а также В.Л. Бонч-Бруевича и др.2. Электронные свойства неупорядоченных систем (в основном полупроводников) обсуждаются в монографиях Н.Ф. Мотта и Е.А.Дэвиса, а также Б.И.Шкловского и А.Л.Эфроса3. Менее обширна

1 Идеи о близости свойств жидкого и твердого состояния впервые были высказаны Шубиным СП. - ЖЭТФ, 1933, т. 3, с. 461, в связи с электронными свойствами металлов; Иоффе А.Ф. и Регелем А.Р. - Progr. Seniicond. 1960, v.4, p. 237 в связи с электронными свойствами полупроводников и Френкелем Я.И. Кинетическая теория жидкости - М.: Изд-во АН СССР, 1945 в связи со структурой жидкости.

7 Лцфшиц И.М., Гредескул С.А., Пастур Л.А. Введение в теорию неупорядоченных систем - М.: Наука, 1982; Бонч-Бруевич В.Л., Звяткин П., Кайпер Р. и др. Электронная теория неупорядоченных проводников М.: Наука, 1981.

3 Мотт Н.Ф., Дэвис Н.А. Электронные процессы в некристаллических веществах М.: Мир, 1974; Шкловский Б.И., Эфрос А.Л. Электронные свойства легированных полупроводников - М.: Наука, 1979.

61
литература об электронных свойствах аморфных металлов или о структурных свойствах неупорядоченных систем1.

Следует обратить внимание еще на одну важную черту таких неупорядоченных систем, как аморфные материалы или сплавы с хаотическим распределением компонентов по узлам кристаллической решетки, — их неравно-весность. Такие состояния не отвечают минимуму свободной энергии и являются метастабильными (хотя, возможно, с очень большим временем жизни). Как правило, их все же можно описывать термодинамическими переменными (температурой, давлением, химическим потенциалом и т.д.), но зависимость свойств от времени и от предыстории образца (старение сплавов, так называемая структурная релаксация в аморфных металлах и т.д.) указывают на неполноту и ограниченную применимость такого описания. Соответствующие вопросы еще практически не разработаны сколько-нибудь полно.

ГЛАВА 2

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ

§2.1. Статика ионной решетки

Теория подсистемы ионных остовов разделяется на статику и динамику кристаллической решетки. Конечной целью обеих задач является объяснение равновесных (структура решетки, упругие постоянные, теплоемкость и т.п.) и кинетических (теплопроводность, ионная проводимость и др.) свойств, исходя из первых принципов, т.е. электронной структуры ионов и сил связи между ними.

Остановимся сперва на статических свойствах решетки, рассматривая ионы в равновесии при определенной энергии связи. В статике, во-первых, определяют абсолютный минимум энергии. Здесь естественно поставить вопрос о взаимном расположении ионов в пространстве и выяснить, почему именно такое расположение соответствует минимуму энергии. Во-вторых, ищут упругие постоянные кристалла, рассматривая различные типы его деформации, а также другие равновесные характеристики. До сих пор построение строгой теории ионных решеток наталкивается на большие трудности из-за незнания деталей взаимодействий между ионами. Здесь мы ограничимся общими качественными соображениями и подбором констант в эмпирические формулы для энергии связи. М.Борн (1915) предложил для нее выражение

Vij = <?/C/A'V + AM'i ’ (2Л)

где первое слагаемое - энергия кулоновского притяжения положительного и отрицательного ионов с зарядами е,- и а второе - энергия отталкивания электростатической природы с неизвестными постоянными А и п, определяемыми из сравнения теории (например, выражений упругих констант) с опытом.
Предыдущая << 1 .. 23 24 25 26 27 28 < 29 > 30 31 32 33 34 35 .. 164 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed