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


Цитована література (21)  
  1. А. И. Мицек, Успехи физики металлов, 6, № 3: 233 (2005).
  2. А. И. Мицек, В. Н. Пушкарь, Металлофиз. новейшие технол., 32, № 11: 1517 (2010).
  3. Magnetic Properties of Metals (Ed. H. P. J. Wijn) (Berlin: Springer-Verlag: 1991). Crossref
  4. А. И. Мицек, Металлофиз. новейшие технол., 25, № 1: 7 (2003).
  5. Дж. Смарт, Эффективное поле в теории магнетизма (Москва: Мир: 1968).
  6. А. И. Мицек, В. Н. Пушкарь, Металлофиз. новейшие технол., 34, № 1: 1 (2012).
  7. А. И. Мицек, Успехи физики металлов, 11, № 1: 61 (2010). Crossref
  8. Б. И. Николин, Многослойные структуры и политипизм в металлических сплавах (Киев: Наукова думка: 1984).
  9. А. Ю. Гаевский, Металлофиз. новейшие технол., 28, № 2: 137 (2006).
  10. А. И. Мицек, Фазовые переходы в кристаллах с магнитной структурой (Киев: Наукова думка: 1989).
  11. С. В. Вонсовский, Магнетизм (Москва: Наука: 1971).
  12. Е. И. Кондорский, Зонная теория магнетизма (Москва: Издательство Московского университета: 1977).
  13. Эффект Мёссбауэра: Сб. статей (ред. Ю. Каган) (Москва: Издательство иностранной литературы: 1962).
  14. E. Gartstein and A.Rabinkin, Acta Metal., 27, No. 5: 1053 (1979). Crossref
  15. А. И. Мицек, В. Н. Пушкарь, Металлофиз. новейшие технол., 30, № 12: 1591 (2008).
  16. Ю. П. Ирхин, В. Ю. Ирхин, Электронное строение и физические свойства переходных металлов (Свердловск: Изд-во Урал. гос. ун-та: 1989).
  17. А. И. Мицек, В. Н. Пушкарь, Реальные кристаллы с магнитным порядком (Киев: Наукова думка: 1978).
  18. Г. Шульце, Металлофизика (Москва: Мир: 1971).
  19. Ке Тин-суй, Цзен Чи-цзян, ФММ, 4, № 2: 291 (1957).
  20. В. Д. Вернер, ФТТ, 7, № 8: 2318 (1965).
  21. В. М. Надутов, Т. В. Голуб, О. В. Хименюк, Металлофиз. новейшие технол., 29, № 12: 1621 (2007).
Цитується (3)
  1. O. I. Mitsek and V. M. Pushkar, Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 37, 433 (2016).
  2. O. I. Mitsek and V. M. Pushkar, Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 36, 103 (2016).
  3. O. I. Mitsek and V. M. Pushkar, Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 37, 13 (2016).