Закономірності формування електронних транспортних властивостей твердих розчинів на основі потрійних сполук європію та ітербію - Автореферат

Фізика сильнокорельованих електронних систем (СЕС), таких як системи з проміжною валентністю (ПВ), Кондо-системи (КС), концентровані Кондо-системи (ККС), важко-ферміонні системи (ВФ), з надпровідністю по важким ферміонам, іонів рідкісноземельних елементів (РЗЕ) європію, ітербію, церію вже протягом тривалого часу відноситься до найбільш цікавого напрямку сучасної фізики. Використання сполук типу RM2X2, які містять різні M i X-елементи, дає можливість провести дослідження впливу заміщення компонентів на електронні транспортні і магнітні властивості сполук РЗЕ (в тому числі Eu та Yb) а, отже, і на особливості електронних 4f-станів і параметрів електронної структури кристалів в околі рівня Фермі. Мета і задачі дослідження: обєктом досліджень даної роботи є явище переходу іону рідкісноземельного елементу з стабільного стану в стан міжконфігураційних флуктуацій, а методи досліджень передбачали: - встановлення взаємозвязку між складом зразка, поведінкою диференціальної термо-е.р.с., опором, магнітними властивостями кристалів, з однієї сторони, і ефективною валентністю рідкісноземельного іону з другої, в сплавах змінного складу, які базуються на тернарних сполуках європію і ітербію типу RM2X2, - встановлення характеру (динаміки) переходу рідкісноземельного іону з стабільного стану в стан міжконфігураційних флуктуацій, визначення універсальних характеристик цього стану і зясування їх ролі в формуванні основних параметрів електронної структури кристалів. показана можливість ініціювання для іону європію в кристалі стану Кондо та стану концентрованої Кондо-гратки і цей стан відповідає виродженню електронних станів 4f7 i 4f6 іону Eu. встановлено, що стан Кондо європію в кристалі послаблюється магнітним полем і причина - в зменшенні спін-компенсаційної взаємодії між (s-d)-електронами провідності та локалізованими f-електронами і збільшенні рухливості носіїв заряду. встановлено можливість співіснування в одному кристалі для іонів Eu станів проміжної валентності і Кондо. в системах з ітербієм показана можливість ініціювання переходу іону ітербія з стабільного стану в стан проміжної валентності, а також в стан типу Кондо. Практичне значення одержаних результатів полягає: в сукупності експериментальних даних, отриманих при комплексному дослідженню міжелектронних кореляцій в системах з ПВ і Кондо-системах. в обґрунтуванні висновку про можливість шляхом зміни складу зразка в твердих розчинах заміщення на основі потрійних сполук, в тому числі сполук Eu i Yb, керувати електронним станом кристалу, густиною станів на рівні Фермі, а відтак і фізичними властивостями кристалу (наприклад одержання матеріалів для резисторів чи з великими значеннями термо-е.р.с. в області температур 10-100К, внаслідок чого дані матеріали є перспективними в якості термоелектричних матеріалів для низькотемпературної області). в обґрунтуванні можливості застосування результатів вимірювань температурних залежностей термо-е.р.с. і електроопору в поєднанні з даними про ефективну валентність іону РЗЕ для дослідження зарядового стану іону РЗЕ і розрахунку параметрів електронної структури кристалу за іонною моделлю і теорією локальної Фермі-рідини чи іншими теоріями. в можливості цілеспрямованого пошуку нових систем з сильними електрон-електронними кореляціями на основі вивчення характерних особливостей перехідної області між стабільним станом і станом з сильними електронними кореляціями.Розглянуто поведінку електронних транспортних, магнітних і інших властивостей інтерметалічних сполук зазначеного класу, подано ті аспекти поведінки сполук з церієм, європієм та ітербієм, які обєднують їх з системами з Кондо-граткою чи проміжною валентністю, або відрізняють від них. Зазначено, що стан проміжної валентності для європію був вперше виявлений у сполуці EUCU2Si2, що привело до появи ряду робіт з дослідження цієї сполуки, її структурного аналогу EUPD2Si2 і різних твердих розчинів. Зроблено висновок про необхідність розширення бази експериментальних даних для сполук європію і ітербію, що знаходяться в стані міжконфігураційних флуктуацій На відміну від церію кондівська поведінка електроопору для кристалів, що містять європій і ітербій, вивчена меншою мірою і дослідження умов виникнення цього стану в різних кристалах є актуальним завданням. У другому розділі “Методика досліджень” викладено методики і особливості синтезу тернарних сполук європію та ітербію, вказані параметри вихідних елементів шихти, описані методи атестації, визначення кількісного і якісного складу зразків, методики дослідження кристалічної структури, параметрів гратки. Розрахована за співвідношенням інтенсивностей поглинання ефективна валентність європію показує, що "хімічний стиск" кристалічної гратки (х<0,60) призводить до переходу іону європію з стану Eu2 в стан з ефективною валентністю JJЕФ=2.41 Характер переходу добре співвідноситься з аналогічними даними, що отримані з допомогою ефекту Месбауера і характером зміни параметрів кристалічної гратки кристалу.Показано, що перехід іону РЗЕ з

2. Основний зміст роботи