Квантово-статистичний модель електронно-йонної системи стопів Fe
О. І. Міцек
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
Отримана: 18.04.2012. Завантажити: PDF
Кулонові діягональні та недіягональні (ковалентні) зв’язки створюють як молекулі, так і всі типи конденсованих середовищ (твердих тіл і т.п.). Але для металів характерні зонні зв’язки «вільних» електронів. Квантова статистика простежує наростаючу конкуренцію зв’язків зонних і ковалентних при «просуванні» вниз по таблиці Менделєєва: від майже чисто зонних (неперехідних) до перехідних металів і стопів зі змінним заповненням $nd$- ($n \geq 3$) та $mf$- ($m \geq 4$) йонних оболонок. Метода Боголюбових Ґрінових функцій у представленнях зонних ферміонів ($f_{r\sigma}$) у вузлах $r$ зі спіном $\sigma$ і багатоелектронних операторних спінорів (БЕОС) $D_{r}(S_{r}, L_{r})$ йонних оболонок зі спіном $S_{r}$ і орбітальним моментом $L_{r}$ дає спектри зонних ферміонів і флюктуації хемічних (ковалентних) зв’язків (ФХЗ). Порівнюються стопи майже зонні (як Cu–Ni) однофазні (ГЦК) і поліморфні (стопи Fe) з домінуванням ковалентних йонних і спінових (обмінних) зв’язків. Фур’є-розвинення БЕОС ($D_{k}$) і ферміонів $f_{k}$ виділяє з парних взаємодій гілки ФХЗ $E_{k}$, зонні $\tilde{\varepsilon_{k}}$ магнонні і т.д. Перетини з ФХЗ поблизу поверхонь Фермі $\varepsilon_{F}(k_{F})$ призводять до аномалій і синґулярностей густини зонних станів DOS($E$). Звідси обчислюються дефекти пружніх модулів, інварність поблизу фазових переходів типу ОЦК–ГЦК. Тип магнетного порядку (феромагнетний (ФМ) або антиферомагнетний (АФМ), кластери і т.п.) визначається зв’язувальними чи антизв’язувальними ковалентними (та обмінними) взаємодіями. Зниження локальної симетрії при втіленні легких домішок (типу С) теорія описує формою піка внутрішнього тертя $Q^{-1}(T)$ як функції температури $Т$. Гібридизація $ms–nd$-електронів через ковалентні зв’язки Fe$^{57}$ виражає надтонкі поля (НТП) $H_{F}$ через середні спіни $S_{T}$ матриці металу, а ізомерний зсув (ІЗ) $\gamma$-ліній $R_{c}$ — через ФХЗ як функцію $Т$ і концентрації стопу.
Ключові слова: конкуренція зонних і ковалентних зв'язків, дефекти пружніх модулів, ефект Ке, флюктуації хемічних зв'язків (ФХЗ), синґулярності зонного спектру, надтонкі поля (НТП), ізомерний зсув (ІЗ).
PACS: 71.20.Be, 71.70.Gm, 75.10.Dg, 75.10.Lp, 75.30.Et, 75.30.Mb, 75.50.Bb
Citation: O. I. Mitsek, Quantum-Statistical Model of Electron–Ion System of Fe Alloys, Usp. Fiz. Met., 13, No. 4: 345—381 (2012) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.13.04.345