Аномальный диамагнетизм в интерметаллических соединениях CaPb₃ и YbPb₃

Аномальный диамагнетизм в интерметаллических соединениях CaPb₃ и YbPb₃

Проведено теоретическое исследование особенностей зонной структуры и орбитальной магнитной восприимчивости χ интерметаллических соединений CaPb₃ и YbPb₃. Показано, что экспериментально обнаруженный ранее в этих соединениях аномальный диамагнетизм с сильной температурной зависимостью имеет межзонное...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2003
Автори: Барановский, А.Е., Гречнев, Г.Е., Микитик, Г.П., Свечкарев, И.В.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2003
Назва видання:Физика низких температур
Теми:
Кpаткие сообщения
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/128839
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Аномальный диамагнетизм в интерметаллических соединениях CaPb₃ и YbPb₃ / А.Е. Барановский, Г.Е. Гречнев, Г.П. Микитик, И.В. Свечкарев // Физика низких температур. — 2003. — Т. 29, № 4. — С. 473-476. — Бібліогр.: 17 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-128839
record_format dspace
spelling irk-123456789-1288392018-01-15T03:03:16Z Аномальный диамагнетизм в интерметаллических соединениях CaPb₃ и YbPb₃ Барановский, А.Е. Гречнев, Г.Е. Микитик, Г.П. Свечкарев, И.В. Кpаткие сообщения Проведено теоретическое исследование особенностей зонной структуры и орбитальной магнитной восприимчивости χ интерметаллических соединений CaPb₃ и YbPb₃. Показано, что экспериментально обнаруженный ранее в этих соединениях аномальный диамагнетизм с сильной температурной зависимостью имеет межзонное происхождение и связан с наличием вырожденных электронных состояний в непосредственной близости к уровню Ферми. С помощью согласования расчетной зависимости χ(T) с экспериментом в интервале температур 5 К ≤ T ≤ 300 К определены характеристики вырожденных состояний для обоих соединений. A theoretical study is made of the features of the band structure and orbital magnetic susceptibility χ of the intermetallic compounds CaPb₃ and YbPb₃. It is shown that the anomalous, strongly temperature-dependent diamagnetism observed earlier in experiments on these compounds is of an interband origin and is due to the presence of degenerate electronic states in the immediate vicinity of the Fermi level. The characteristics of the degenerate states for the two compounds are determined by reconciling the calculated χ(T) dependence with experiment in the temperature range 5 К ≤ T ≤ 300 К. Проведено теоретичне дослідження особливостей зонної структури та орбітальної магнітної сприйнятливості χ інтерметалевих сполук CaPb₃ та YbPb₃. Показано, що експериментально знайдений раніше у цих сполуках аномальний діамагнетизм з сильною температурною залежністю має міжзонне походження та зв язаний з наявністю вироджених електронних станів безпосередньо біля рівня Фермі. За допомогою узгодження розрахункової залежності χ(T) з экспериментом в інтервалі температур 5 К ≤ T ≤ 300 Квизначено характеристики вироджених станів для обох сполук 2003 Article Аномальный диамагнетизм в интерметаллических соединениях CaPb₃ и YbPb₃ / А.Е. Барановский, Г.Е. Гречнев, Г.П. Микитик, И.В. Свечкарев // Физика низких температур. — 2003. — Т. 29, № 4. — С. 473-476. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 75.20., 75.20.En http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/128839 ru Физика низких температур Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Кpаткие сообщения
Кpаткие сообщения
spellingShingle Кpаткие сообщения
Кpаткие сообщения
Барановский, А.Е.
Гречнев, Г.Е.
Микитик, Г.П.
Свечкарев, И.В.
Аномальный диамагнетизм в интерметаллических соединениях CaPb₃ и YbPb₃
Физика низких температур
description Проведено теоретическое исследование особенностей зонной структуры и орбитальной магнитной восприимчивости χ интерметаллических соединений CaPb₃ и YbPb₃. Показано, что экспериментально обнаруженный ранее в этих соединениях аномальный диамагнетизм с сильной температурной зависимостью имеет межзонное происхождение и связан с наличием вырожденных электронных состояний в непосредственной близости к уровню Ферми. С помощью согласования расчетной зависимости χ(T) с экспериментом в интервале температур 5 К ≤ T ≤ 300 К определены характеристики вырожденных состояний для обоих соединений.
format Article
author Барановский, А.Е.
Гречнев, Г.Е.
Микитик, Г.П.
Свечкарев, И.В.
author_facet Барановский, А.Е.
Гречнев, Г.Е.
Микитик, Г.П.
Свечкарев, И.В.
author_sort Барановский, А.Е.
title Аномальный диамагнетизм в интерметаллических соединениях CaPb₃ и YbPb₃
title_short Аномальный диамагнетизм в интерметаллических соединениях CaPb₃ и YbPb₃
title_full Аномальный диамагнетизм в интерметаллических соединениях CaPb₃ и YbPb₃
title_fullStr Аномальный диамагнетизм в интерметаллических соединениях CaPb₃ и YbPb₃
title_full_unstemmed Аномальный диамагнетизм в интерметаллических соединениях CaPb₃ и YbPb₃
title_sort аномальный диамагнетизм в интерметаллических соединениях capb₃ и ybpb₃
publisher Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
publishDate 2003
topic_facet Кpаткие сообщения
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/128839
citation_txt Аномальный диамагнетизм в интерметаллических соединениях CaPb₃ и YbPb₃ / А.Е. Барановский, Г.Е. Гречнев, Г.П. Микитик, И.В. Свечкарев // Физика низких температур. — 2003. — Т. 29, № 4. — С. 473-476. — Бібліогр.: 17 назв. — рос.
series Физика низких температур
work_keys_str_mv AT baranovskijae anomalʹnyjdiamagnetizmvintermetalličeskihsoedineniâhcapb3iybpb3
AT grečnevge anomalʹnyjdiamagnetizmvintermetalličeskihsoedineniâhcapb3iybpb3
AT mikitikgp anomalʹnyjdiamagnetizmvintermetalličeskihsoedineniâhcapb3iybpb3
AT svečkareviv anomalʹnyjdiamagnetizmvintermetalličeskihsoedineniâhcapb3iybpb3
first_indexed 2025-07-09T10:00:43Z
last_indexed 2025-07-09T10:00:43Z
_version_ 1837163079766376448
fulltext Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 4, ñ. 473–476 Àíîìàëüíûé äèàìàãíåòèçì â èíòåðìåòàëëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèÿõ CaPb3 è YbPb3 À.Å. Áàðàíîâñêèé, Ã.Å. Ãðå÷íåâ, Ã.Ï. Ìèêèòèê, È.Â. Ñâå÷êàðåâ Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò íèçêèõ òåìïåðàòóð èì. Á.È. Âåðêèíà ÍÀÍ Óêðàèíû ïð. Ëåíèíà, 47, ã. Õàðüêîâ, 61103, Óêðàèíà E-mail: baranovskiy@ilt.kharkov.ua Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 16 ñåíòÿáðÿ 2002 ã. Ïðîâåäåíî òåîðåòè÷åñêîå èññëåäîâàíèå îñîáåííîñòåé çîííîé ñòðóêòóðû è îðáèòàëüíîé ìàã- íèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè � èíòåðìåòàëëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé CaPb3 è YbPb3. Ïîêàçàíî, ÷òî ýêñ- ïåðèìåíòàëüíî îáíàðóæåííûé ðàíåå â ýòèõ ñîåäèíåíèÿõ àíîìàëüíûé äèàìàãíåòèçì ñ ñèëüíîé òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòüþ èìååò ìåæçîííîå ïðîèñõîæäåíèå è ñâÿçàí ñ íàëè÷èåì âûðîæäåí- íûõ ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè ê óðîâíþ Ôåðìè. Ñ ïîìîùüþ ñîãëà- ñîâàíèÿ ðàñ÷åòíîé çàâèñèìîñòè �(T) ñ ýêñïåðèìåíòîì â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 5 Ê � T � 300 Ê îïðåäåëåíû õàðàêòåðèñòèêè âûðîæäåííûõ ñîñòîÿíèé äëÿ îáîèõ ñîåäèíåíèé. Ïðîâåäåíî òåîðåòè÷íå äîñë³äæåííÿ îñîáëèâîñòåé çîííî¿ ñòðóêòóðè òà îðá³òàëüíî¿ ìàãí³òíî¿ ñïðèéíÿòëèâîñò³ � ³íòåðìåòàëåâèõ ñïîëóê CaPb3 òà YbPb3. Ïîêàçàíî, ùî åêñïåðèìåíòàëüíî çíàéäåíèé ðàí³øå ó öèõ ñïîëóêàõ àíîìàëüíèé ä³àìàãíåòèçì ç ñèëüíîþ òåìïåðàòóðíîþ çà- ëåæí³ñòþ ìຠì³æçîííå ïîõîäæåííÿ òà çâ’ÿçàíèé ç íàÿâí³ñòþ âèðîäæåíèõ åëåêòðîííèõ ñòàí³â áåçïîñåðåäíüî á³ëÿ ð³âíÿ Ôåðì³. Çà äîïîìîãîþ óçãîäæåííÿ ðîçðàõóíêîâî¿ çàëåæíîñò³ �(T) ç ýêñïåðèìåíòîì â ³íòåðâàë³ òåìïåðàòóð 5 Ê � T � 300 Ê âèçíà÷åíî õàðàêòåðèñòèêè âèðîäæåíèõ ñòàí³â äëÿ îáîõ ñïîëóê. PACS: 75.20.-g, 75.20.En Ýëåêòðîííûå òîïîëîãè÷åñêèå ôàçîâûå ïåðåõîäû ïðè ïðîõîæäåíèè óðîâíÿ Ôåðìè EF ÷åðåç êðèòè÷å- ñêèå òî÷êè ñïåêòðà [1] â ñèñòåìå ñëàáîðàñùåïëåííûõ çîí îáû÷íî ñîïðîâîæäàþòñÿ ðåçêèìè îñîáåííîñòÿìè â ïîâåäåíèè îðáèòàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè ýëåêòðîíîâ � [2,3].  íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ âûðîæäåíèÿ çîí òåîðèÿ äàåò äëÿ îðáèòàëü- íîãî ìàãíåòèçìà ôîðìàëüíî ðàñõîäÿùèéñÿ ðåçóëüòàò ïðè T = 0, åñëè óðîâåíü Ôåðìè ñîâïàäàåò ñ ýíåðãèåé òî÷êè âûðîæäåíèÿ [4–6]. Ïðè ýòîì ïîêàçàíî [6,7], ÷òî ðàñõîäèìîñòü â � îáóñëîâëåíà ìåæçîííûì âêëà- äîì â îðáèòàëüíóþ ìàãíèòíóþ âîñïðèèì÷èâîñòü.  ðåàëüíûõ ñèñòåìàõ, ïðè íàëè÷èè ïðèìåñíîãî ðàññåÿ- íèÿ è ïðè êîíå÷íûõ òåìïåðàòóðàõ, òàêîé ñèòóàöèè ñîîòâåòñòâóåò «ãèãàíòñêàÿ» (ó÷èòûâàÿ îòíîøåíèå ìàñøòàáà ýôôåêòà ê îáúåìó ó÷àñòâóþùèõ ñîñòîÿ- íèé) äèàìàãíèòíàÿ àíîìàëèÿ. Îíà îáíàðóæåíà â ãðà- ôèòå [4], áåðèëëèè [5], â íåêîòîðûõ ñïëàâàõ íà îñ- íîâå âèñìóòà [7,8] è àëþìèíèÿ [9]. Âûðîæäåíèå çîí è ñâÿçàííûå ñ íèì àíîìàëèè âîñïðèèì÷èâîñòè ìîãóò èìåòü ìåñòî íå òîëüêî â ïðî- ñòûõ ìåòàëëàõ è ïîëóìåòàëëàõ sp-òèïà, íî è â èí- òåðìåòàëëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèÿõ ïåðåõîäíûõ è ðåä- êîçåìåëüíûõ ìåòàëëîâ. Òàê, åñòü îñíîâàíèÿ ïðåäïî- ëàãàòü [10], ÷òî èìåííî òàêóþ ïðèðîäó èìåþò äèà- ìàãíèòíûå àíîìàëèè â êâàçèáèíàðíûõ ñïëàâàõ LaIn3–xSnx ñ êóáè÷åñêîé ðåøåòêîé òèïà AuCu3 [11]. Àìïëèòóäà àíîìàëèé, êîòîðûå íàáëþäàþòñÿ ïðè êîíöåíòðàöèÿõ x ; 0,3 è x ; 2, ïðåâûøàåò ñóììàð- íûé ñïèíîâûé ïàðàìàãíåòèçì çîííûõ sp- è d-ýëåê- òðîíîâ [10].  ýòîé ñâÿçè îñîáûé èíòåðåñ ïðåäñòàâ- ëÿþò àíàëîãè÷íûå ïî ñòðóêòóðå èçîýëåêòðîííûå ñîåäèíåíèÿ CaPb3 è YbPb3, ãäå Yb íàõîäèòñÿ â òîì æå äâóõâàëåíòíîì ñîñòîÿíèè, ÷òî è Ñà. Îáùåå ÷èñ- ëî âàëåíòíûõ ýëåêòðîíîâ â ýëåìåíòàðíîé ÿ÷åéêå äëÿ ýòèõ ñîåäèíåíèé è ñïëàâà LaIn3–xSnx ñîâïàäàåò êàê ðàç ïðè x = 2, è îíè òîæå äîëæíû îáëàäàòü àíî- ìàëüíûì äèàìàãíåòèçìîì ïðè íèçêèõ òåìïåðàòó- ðàõ, ÷òî è íàáëþäàëîñü â ýêñïåðèìåíòå [12,13]. Íî, â îòëè÷èå îò ñèñòåìû LaIn3–xSnx, ýòîò äèàìàãíåòèçì íå ñãëàæåí áåñïîðÿäêîì â ðåøåòêå êîíöåíòðèðîâàí- íîãî ñïëàâà è íå ìàñêèðóåòñÿ ñïèíîâûì ïàðàìàãíå- òèçìîì, ïîñêîëüêó âêëàä d-ýëåêòðîíîâ â ïëîòíîñòü ñîñòîÿíèé íà óðîâíå Ôåðìè ó ðàññìàòðèâàåìûõ ñî- © À.Å. Áàðàíîâñêèé, Ã.Å. Ãðå÷íåâ, Ã.Ï. Ìèêèòèê, È.Â. Ñâå÷êàðåâ, 2003 åäèíåíèé ìàë. Îñòàåòñÿ ïðîâåðèòü ñîîòâåòñòâèå àíîìàëüíîãî äèàìàãíåòèçìà è åãî òåìïåðàòóðíîé çà- âèñèìîñòè â ñîåäèíåíèÿõ CaPb3 è YbPb3 íàëè÷èþ âûðîæäåíèÿ çîí âáëèçè óðîâíÿ Ôåðìè è òåîðèè îð- áèòàëüíîé âîñïðèèì÷èâîñòè. Ýòîìó è ïîñâÿùåíà íàñòîÿùàÿ ðàáîòà. Ýëåêòðîííàÿ ñòðóêòóðà ñîåäèíåíèÿ CaPb3 áûëà âû÷èñëåíà èç ïåðâûõ ïðèíöèïîâ ñ èñïîëüçîâàíèåì ìåòîäà ëèíåàðèçîâàííûõ ÌÒ-îðáèòàëåé ñ ïîëíûì ïîòåíöèàëîì [14]. Îáìåííî-êîððåëÿöèîííûé ïî- òåíöèàë ðàññìîòðåí â ðàìêàõ ëîêàëüíîãî ïðèáëè- æåíèÿ òåîðèè ôóíêöèîíàëà ýëåêòðîííîé ïëîòíîñòè [14]. Ó÷åò ñêàëÿðíî ðåëÿòèâèñòñêèõ ýôôåêòîâ è ñïèí-îðáèòàëüíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ïðîèçâîäèëñÿ íà êàæäîì âàðèàöèîííîì øàãå â ïðîöåññå ñàìîñî- ãëàñîâàííîãî ðàñ÷åòà êðèñòàëëè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà è çîííîé ñòðóêòóðû. Íà ðèñ. 1 ïðåäñòàâëåí ïîëó÷åííûé ýíåðãåòè÷å- ñêèé ñïåêòð ñîåäèíåíèÿ CaPb3 â îêðåñòíîñòè óðîâ- íÿ Ôåðìè äëÿ íàïðàâëåíèÿ XR â çîíå Áðèëëþýíà ïðîñòîé êóáè÷åñêîé ðåøåòêè. Êàê âèäíî, äàæå ïðè ñèëüíîì ñïèí-îðáèòàëüíîì âçàèìîäåéñòâèè èç-çà ïðèñóòñòâèÿ òÿæåëîãî ñâèíöà ïåðåñå÷åíèå âåòâåé ñïåêòðà íà ëèíèè XR ñîõðàíÿåòñÿ. Òî÷êà âûðîæäå- íèÿ çîí äåéñòâèòåëüíî î÷åíü áëèçêà ê ýíåðãèè Ôåð- ìè, è ñòðóêòóðà ñïåêòðà â åå îêðåñòíîñòè ìîæåò áûòü àïïðîêñèìèðîâàíà ñëåäóþùèì âûðàæåíèåì: E k ak b k b k b kd( ) � � � � �� 3 11 1 2 22 2 2 33 3 2 , (1) ãäå � d — ýíåðãèÿ òî÷êè âûðîæäåíèÿ; ki — êîìïîíåí- òû âîëíîâîãî âåêòîðà, îòñ÷èòûâàåìûå îò òî÷êè âûðî- æäåíèÿ ïàðàëëåëüíî íàïðàâëåíèÿì [100], [0–11] è [011] ñîîòâåòñòâåííî. Çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòîâ a, b11, b22, b33 è ëîêàëüíîãî óðîâíÿ õèìè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà � = EF – � d äëÿ CaPb3 ïðèâåäåíû â òàáëèöå. Âñëåäñòâèå ñêëîííîñòè Yb ìåíÿòü âàëåíòíîå ñîñòîÿíèå ðàñ÷åò çîííîé ñòðóêòóðû ñîåäèíåíèÿ YbPb3 ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îòäåëüíóþ äîñòàòî÷íî ñëîæíóþ çàäà÷ó è â äàííîé ðàáîòå íå ïðîâîäèëñÿ.  êà÷åñòâå íà÷àëüíîãî ïðèáëèæåíèÿ äëÿ àíàëèçà âîñïðèèì÷èâîñòè YbPb3 èñïîëüçîâàíû âû÷èñëåí- íûå ïàðàìåòðû çîííîãî ñïåêòðà ñîåäèíåíèÿ CaPb3. Ìàãíèòíàÿ âîñïðèèì÷èâîñòü êðèñòàëëîâ ñ òî÷- êîé âûðîæäåíèÿ çîí âáëèçè EF ìîæåò áûòü ïðåä- ñòàâëåíà â âèäå ñóììû � = �d + �g, ãäå �d — îñîáûé âêëàä, îáóñëîâëåííûé âûðîæäåíèåì çîí, à �g — ôîíîâàÿ âîñïðèèì÷èâîñòü îáðàçöà, êîòîðàÿ âêëþ- ÷àåò âñå îñòàëüíûå âêëàäû è ñ÷èòàåòñÿ íå çàâèñÿ- ùåé îò òåìïåðàòóðû. Íà îñíîâå îáùåé òåîðèè îðáè- òàëüíîé âîñïðèèì÷èâîñòè [15] â ðàáîòå [6] ïðîâåäåí àíàëèç ïðîÿâëåíèÿ â âîñïðèèì÷èâîñòè ðàçëè÷íûõ òèïîâ âûðîæäåíèÿ çîí è íàéäåíà åäèíàÿ ìîäåëü ñïåêòðà, êîòîðîé îòâå÷àþò ãèãàíòñêèå àíî- ìàëèè �. Åå ÷àñòíûì ñëó÷àåì è ÿâëÿåòñÿ ñïåêòð (1). Ñîîòâåòñòâóþùåå âûðàæåíèå äëÿ îáúåìíîé âîñïðè- èì÷èâîñòè [6] ñ ó÷åòîì ñèììåòðèè çîíû Áðèëëþýíà (ðèñ. 1) èìååò âèä � �d AF T� ( , ), (2) 474 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 4 À.Å. Áàðàíîâñêèé, Ã.Å. Ãðå÷íåâ, Ã.Ï. Ìèêèòèê, È.Â. Ñâå÷êàðåâ 0 0,2 0,4 X X R M R � Ý í å ð ãè ÿ, ð è ä á 0,2 Ðèñ. 1. Ýëåêòðîííûé ñïåêòð ñîåäèíåíèÿ CaPb3 â îêðåñò- íîñòè òî÷êè âûðîæäåíèÿ çîí. Íà âñòàâêå ïîêàçàíà çîíà Áðèëëþýíà ïðîñòîé êóáè÷åñêîé ðåøåòêè. Òàáëèöà Ïàðàìåòðû ýíåðãåòè÷åñêîãî ñïåêòðà äëÿ ñîåäèíåíèé CaPb3 è YbPb3 Ñîåäèíåíèå a , ýðã ñì b11 , ýðã2 ñì2 b22 , ýðã2 ñì2 b33 , ýðã2 ñì2 A, ýìå ñì–3 � , ìðèäá Tsc, Ê CaPb 3 874 10 21, � 265 10 41, � 102 10 39, � 139 10 38, � 115 10 5, � 1,1 50 YbPb 3 � � � � 1 10 5 � 0,4 16 Ïðèìå÷àíèå: (*) — ïàðàìåòðû ïîëó÷åíû ðàñ÷åòîì èç ïåðâûõ ïðèíöèïîâ ãäå A e c b b b � � � � � � � 1 6 4 2 2 11 22 33� � � � � � �[ ( )]b b b b b b a b b11 22 11 33 22 33 2 11 22 , (3) F T d T T ( , ) exp exp � � � � � � � � � � � �� � � � � � � �� � � � � � � � 0 0 1 1 1 1 � � � � � � � � � � . (4) Çäåñü �0 — òàê íàçûâàåìûé «ïàðàìåòð îáðåçàíèÿ», îãðàíè÷èâàþùèé îáëàñòü ïðèìåíèìîñòè ìîäåëüíî- ãî ñïåêòðà è óäîâëåòâîðÿþùèé óñëîâèþ � �0 �� T, . Ìàñøòàáíûé êîýôôèöèåíò A äëÿ CaPb3 íàéäåí èç äàííûõ â òàáëèöå è ïðèâåäåí òàì æå. Ïðè ðàñ÷åòå âîñïðèèì÷èâîñòè ôîðìóëû (2) è (4) áûëè äîïîëíåíû òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòüþ õè- ìè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà � = �(T), êîòîðàÿ îïðåäåëåíà ÷èñëåííûì ìåòîäîì èç íàéäåííîé êðèâîé ïëîòíîñòè ñîñòîÿíèé ñ ó÷åòîì ôåðìèåâñêîé ôóíêöèè ðàñïðå- äåëåíèÿ. ×òîáû èçáåæàòü ïðîÿâëåíèé äðóãèõ ìåõà- íèçìîâ âëèÿíèÿ òåìïåðàòóðû íà ýëåêòðîííûå ñî- ñòîÿíèÿ è âîñïðèèì÷èâîñòü (ñì., íàïðèìåð, [5]), êðîìå îäíî÷àñòè÷íûõ òåðìè÷åñêèõ âîçáóæäåíèé, ìû îãðàíè÷èëèñü àíàëèçîì çàâèñèìîñòè �(T) â èí- òåðâàëå òåìïåðàòóð 0–300 Ê (ðèñ. 2). Èñêëþ÷åíèå ñîñòàâèë òîëüêî âûáîð ïàðàìåòðà îáðåçàíèÿ �0, êî- òîðûé ïðàêòè÷åñêè íå âëèÿåò íà õàðàêòåð çàâèñèìî- ñòè �(T), à ðåãóëèðóåò ôîíîâóþ ÷àñòü �d. Äëÿ îïðå- äåëåííîñòè âçÿòî çíà÷åíèå �0 ; 10 ìðèäá, êîòîðîå ïðè ó÷åòå ðàññ÷èòàííîé ñïèíîâîé âîñïðèèì÷èâîñòè Ïàóëè, ðàâíîé 4 10–5 ýìå/ìîëü, îáåñïå÷èâàåò ñî- ãëàñèå ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûì çíà÷åíèåì �(T) âáëèçè òåìïåðàòóðû ïëàâëåíèÿ. Ïðè âû÷èñëåíèè âîñïðèèì÷èâîñòè îïðåäåëÿþ- ùèìè ñëóæàò çîííûå ïàðàìåòðû A è �(0). Òî÷íîñòü îïðåäåëåíèÿ âåëè÷èíû �(0) â çîííûõ ðàñ÷åòàõ èç ïåðâûõ ïðèíöèïîâ îáû÷íî ñîñòàâëÿåò åäèíèöû ìèë- ëèðèäáåðãà, è ýòîò ïàðàìåòð â ïåðâóþ î÷åðåäü ïîä- ëåæèò óòî÷íåíèþ ïðè ñîãëàñîâàíèè âû÷èñëåííîé è èçìåðåííîé âîñïðèèì÷èâîñòåé. Êðîìå òîãî, ñóùåñò- âåííîå âëèÿíèå íà îñîáåííîñòè � îêàçûâàåò ðàññåÿ- íèå ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè íà ðàçëè÷íîãî ðîäà íåñîâåðøåíñòâàõ êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè. Âëèÿ- íèå äåôåêòîâ íà ìàãíèòíóþ âîñïðèèì÷èâîñòü ó÷è- òûâàëîñü, êàê è â ðàñ÷åòàõ îðáèòàëüíîé âîñïðèèì- ÷èâîñòè ñïëàâîâ [9,16,17], ââåäåíèåì â âûðàæåíèå (4) äîáàâî÷íîé ýôôåêòèâíîé òåìïåðàòóðû ðàññåÿ- íèÿ Tsc. Îíà ÿâëÿåòñÿ àíàëîãîì òåìïåðàòóðû Äèíã- ëà TD â êâàíòîâûõ îñöèëëÿöèÿõ âîñïðèèì÷èâîñòè (Tsc ; �TD [17]) è âûñòóïàåò â ðîëè âòîðîãî ïîäãî- íî÷íîãî ïàðàìåòðà ïðè ñîãëàñîâàíèè ðàñ÷åòà ñ ýêñïåðèìåíòîì. Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòåé � äëÿ ñîåäèíåíèé CaPb3 è YbPb3, ïðåäñòàâëåííûå íà ðèñ. 2, ñîîòâåòñòâóþò îïòèìàëüíîìó âûáîðó ïà- ðàìåòðîâ � è Tsc (à òàêæå A â ñëó÷àå YbPb3), ïðèâå- äåííûõ â òàáëèöå. Êàê âèäíî íà ðèñ. 2, ðàññ÷èòàí- íûå çàâèñèìîñòè �(T) äëÿ îáîèõ ñîåäèíåíèé óäàåòñÿ õîðîøî ñîãëàñîâàòü ñ ýêñïåðèìåíòàëüíûìè äàííûìè [13] ïðè ìèíèìàëüíîé êîððåêöèè çîííûõ ïàðàìåòðîâ, ïîëó÷åííûõ èç ïåðâûõ ïðèíöèïîâ. Òàê, ðàçëè÷èå ïàðàìåòðà A â ýòèõ ñîåäèíåíèÿõ íå ïðåâûøàåò 15%, õîòÿ èîíû Ca è Yb ïðèíàäëåæàò ê ðàçíûì êëàññàì ìåòàëëîâ, à ïîïðàâêè ê ðàñ÷åòíîé âåëè÷èíå � ñîñòàâëÿþò äîëè ìèëëèðèäáåðãà. Íàé- äåííûå çíà÷åíèÿ òåìïåðàòóðû ðàññåÿíèÿ (ñì. òàá- ëèöó) ïðåäñòàâëÿþòñÿ äîâîëüíî ðåàëèñòè÷íûìè äëÿ îðäèíàðíûõ îáðàçöîâ, èçãîòîâëåííûõ áåç ñïå- öèàëüíîé çàáîòû îá èõ ñîâåðøåíñòâå [13]. Òàêèì îáðàçîì, â íàñòîÿùåé ðàáîòå ïîëó÷åíû äî- êàçàòåëüñòâà ñâÿçè àíîìàëüíîãî äèàìàãíåòèçìà â ñî- åäèíåíèÿõ CaPb3 è YbPb3 ñ âûðîæäåíèåì çîí â îê- ðåñòíîñòè EF è ñîîòâåòñòâóþùåé ñèíãóëÿðíîñòüþ îðáèòàëüíîé âîñïðèèì÷èâîñòè. Ìîæíî ïðåäïîëî- æèòü íàëè÷èå àíàëîãè÷íûõ òî÷åê âûðîæäåíèÿ çîí âáëèçè óðîâíÿ Ôåðìè è â äðóãèõ ðîäñòâåííûõ ñî- åäèíåíèÿõ è ïñåâäîáèíàðíûõ ñèñòåìàõ RM3 ñî ñòðóêòóðîé òèïà AuCu3 (ê íèì îïðåäåëåííî îòíî- ñèòñÿ ñïëàâ LaInSn2). Äèàìàãíèòíûå àíîìàëèè ïî- çâîëÿþò êîíòðîëèðîâàòü ïîëîæåíèå óðîâíÿ Ôåðìè îòíîñèòåëüíî ýòèõ ýíåðãåòè÷åñêèõ ðåïåðîâ ñ òî÷íî- ñòüþ äî äîëåé ìèëëèðèäáåðãà è äàòü öåííûå ñâåäå- Àíîìàëüíûé äèàìàãíåòèçì â èíòåðìåòàëëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèÿõ CaPb3 è YbPb3 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 4 475 0 100 200 300 T, Ê � ,1 0 3 ý ì å ì î ë ü / 2,0 1,5 1,0 0,5 Ðèñ. 2. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ìàãíèòíîé âîñïðèèì- ÷èâîñòè ñîåäèíåíèé CaPb3 (�, [13]) è YbPb3 (�, [13]). Ñïëîøíûå ëèíèè — ðåçóëüòàòû òåîðåòè÷åñêîãî ðàñ÷åòà. íèÿ î ðåàêöèè çîí â óïîìÿíóòûõ ñèñòåìàõ íà ðàç- ëè÷íûå âîçäåéñòâèÿ. 1. È.Ì. Ëèôøèö, ÆÝÒÔ 38, 1569 (1960). 2. Á.È. Âåðêèí, È.Â. Ñâå÷êàðåâ, ÓÔÍ 128, 363 (1979). 3. Ñ.Ñ. Íåäîðåçîâ, ÔÍÒ 2, 1047 (1976). 4. M.P. Sharma, L.G. Johnson, and J.W. McClure, Phys. Rev. B9, 2467 (1974). 5. Ã.Å. Ãðå÷íåâ, È.Â. Ñâå÷êàðåâ, Þ.Ï. Ñåðåäà, ÆÝÒÔ 75, 993 (1978). 6. Ã.Ï. Ìèêèòèê, È.Â. Ñâå÷êàðåâ, ÔÍÒ 15, 295 (1989). 7. Ã.Ï. Ìèêèòèê, Þ.Â. Øàðëàé, ÔÍÒ 26, 54 (2000). 8. Í.Á. Áðàíäò, Ì.Â. Ñåìåíîâ, ÆÝÒÔ 69, 1072 (1975). 9. Ñ.À. Âîðîíöîâ, È.Â. Ñâå÷êàðåâ, ÔÍÒ 13, 274 (1987). 10. G.E. Grechnev, A.S. Panfilov, I.V. Svechkarev, A. Czopnik, W. Suski, and A. Hackemer, J. Phys.: Condens. Matter 9, 6921 (1997). 11. A.M. Toxen, R.J. Gambino, and L.B. Welsh, Phys. Rev. B8, 90 (1973); J. Lawrence, Phys. Rev. B20, 3770 (1979). 12. B. Stalinski, A. Czopnik, N. Iliew, and T. Mydlarz, in: Proc. of Int. Conf. of Magnetism, Publishing house «Nauka», Moscow (1973), p. 349. 13. J.C.P. Klaasse, F.R. de Boer, and P.F. de Chatel, Physica B106, 178 (1981). 14. O. Eriksson and J.M. Wills, in: Electronic Structure and Physical Properties of Solids, Hugues Dreysse (ed.) Springer, Berlin (2000), p. 247. 15. H. Fukuyama, Progr. Theor. Phys. 45, 704 (1971). 16. Ã.Å. Ãðå÷íåâ, È.Â. Ñâå÷êàðåâ, Äæ.Â. Ìàê-Êëþð, ÔÍÒ 6, 324 (1980). 17. Ñ.À. Âîðîíöîâ, Ä.Ã. Äîëãîïîëîâ, ÔÍÒ 4, 639 (1978). Anomalous diamagnetism in intermetallic compounds CaPb3 and YbPb3 A.E. Baranovskiy, G.E. Grechnev, G.P. Mikitik, and I.V. Svechkarev The band structure features and orbital mag- netic susceptibility � of CaPb3 and YbPb3 com- pounds are studied theoretically. It is shown that the earlier observed anomalous diamagnetism with a strong �(T) dependence is of inter-band origin, and may be ascribed to the existence of degenerate electronic states in the vicinity of the Fermi level. The properties of the degenerate states for both compounds are determined by comparing the cal- culated �(T) and the experimental data in a tem- perature range 5 300K K� �T . 476 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 4 À.Å. Áàðàíîâñêèé, Ã.Å. Ãðå÷íåâ, Ã.Ï. Ìèêèòèê, È.Â. Ñâå÷êàðåâ

Схожі ресурси