![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Введение. Коллективные явления в сильнокоррелированныхСтр 1 из 9Следующая ⇒
Реферат Коллективные явления в сильнокоррелированных магнитоупорядоченных низкоразмерных системах
Студента 4 курса дневной формы обучения Бродского С.С. Преподаватель: к.х.н., доц. Коптева С.Д.
Днепропетровск 2014 Содержание Введение……………………………………………………………………………….… 4 1. Квантовые размерные эффекты и условия их наблюдения……………………..… 9 1.1. Принцип размерного квантования. Понятие о плотности состояний в низкоразмерных системах…………………………………………………………..… 9 1.2. Условия наблюдения размерных эффектов……………………………………… 28 1.3. Типы низкоразмерных систем и их свойства………………………………….… 31 1.4. Перспективы использования размерных эффектов в электронике……………. 40 2. Магнетизм коллективизированных электронов…………………………………… 44 2.1. Постоянное магнитное поле в веществе…………………………………………. 44 2.2. Классификация магнетиков…………………………………………………….… 55 2.2.1. Диамагнетики………………………………………………………………….… 55 2.2.2. Парамагнетики…………………………………………………………………… 59 2.2.3. Ферромагнетики………………………………………………………………… 60 2.2.4. Антиферромагнетики…………………………………………………………… 63 2.2.5. Ферримагнетики………………………………………………………………… 63 2.3. Основные типы квазичастиц в магнетиках различных типов……………….… 64 2.4. Общая характеристика обменных сил, их роль в формировании Упорядоченности магнетиков………………………………………………………… 66 2.5. Коллективные магнитные возбуждения в сильнокоррелированных низкоразмерных системах. Приближение спиновых волн…………………………. 77 3. Модели для систем с сильной электронной корреляцией………………………… 80 3.1. Введение в проблему……………………………………………………………… 80 3.2. Модель сильной связи…………………………………………………………..… 85 3.3. Гамильтонова матрица и базис для модели сильной связи……………………. 89 3.4. Аналитическое решение модели сильной связи без взаимодействия………..... 97 3.5. Особенности и сравнительный анализ первых квантовых моделей низкоразмерного магнетизма. Модель Гейзенберга. Модель Изинга…………….. 105 3.6. Модель Хаббарда…………………………………………………………………. 110 3.6.1. Гамильтонова матрица в модели Хаббарда и её расширенных аналогов…………………………………………………………… 114 3.6.2. Спектр модели Хаббарда и приближение среднего поля……………………. 118 3.6.3. Инварианты в модели Хаббарда………………………………………………. 124 4. Молекулярные магнетики на основе ион-радикальных солей и комплексов с переносом заряда. Особенности их электронного строения, магнитного упорядочения и транспортных свойств……………………………….. 127 4.1. Постановка проблемы…………………………………………………………… 127 4.2. Электронно-структурная неустойчивость проводящих систем с пониженной размерностью………………………………………………………… 133 4.2.1. Теоретические основы структурной неустойчивости……………….……… 134 4.2.2. Условия и параметры, влияющие на структурную неустойчивость низкоразмерных систем…………………………………………… 140 4.3. Молекулярные магнетики квазиодномерного типа на основе ион-радикальных солей и комплексов с переносом заряда……………………….. 143 Выводы………………………………………………………………………………… 162 Литература……………………………………………………………………………. 166 Введение Развитие квантовой электроники, оптоэлектроники и нелинейной оптики приводит к необходимости поиска новых материалов с целью создания оптических и электронных устройств на их основе, обладающих более совершенными характеристиками, чем традиционные. В связи с этим большой интерес исследователей привлекают органические материалы, которые могут использоваться в качестве проводников, полупроводников, аккумуляторов солнечной энергии, транзисторов, сенсоров, светоизлучательных диодов, электрохромных и светочувствительных материалов, преобразователей энергии и информации, что интересно не только в теоретическом отношении, имеет не только большое прикладное, но также и коммерческое значение. Проблема создания органических материалов со специальными и практически важными электрофизическими свойствами стоит довольно давно и носит междисциплинарный характер. Потребность в таких материалах связана, с одной стороны, со значительно большим разнообразием их структурных и физико-химических свойств по сравнению с традиционными неорганическими полупроводниками и металлами, а с другой – с возможностью их непрерывного химического модифицирования. Здесь следует особо выделить важный способ модифицирования органических соединений, связанный с созданием композиционных материалов на их основе и позволяющий плавно и в нужном направлении менять механические и электрофизические характеристики этих веществ. Учитывая стремительное развитие наиболее приоритетных направлений в науке и технике, появление таких новых областей как, например спинтроника – усилилась потребность в новых функциональных материалах, обладающих ценными электрофизическими и магнитными свойствами. Подтверждением этому служит появление в последнее время широкого спектра работ по созданию органических полупроводников и проводников, молекулярных магнетиков, низкоразмерных тонкоплёночных материалов, фундаментальных и прикладных исследований их свойств, а также внедрение в практику ряда важных научных разработок в этой области. На сегодняшний день электропроводящие и полупроводящие, а в области низких температур - сверхпроводящие органические материалы находят своё применение в электронике, приборостроении, машиностроении, в медицине и других отраслях. Созданы органические материалы, проводимость которых достигает проводимости металлов. В литературе есть сведения о подобных веществах с проводимостью, даже превышающей проводимость меди при комнатных температурах. Получены лабораторные образцы органических монокристаллов на основе ион-радикальных солей TTF TCNQ, высокая диэлектрическая проницаемость которых в широком частотном диапазоне, вплоть до СВЧ (при малых потерях), позволяет создавать новые типы согласующих и поглощающих устройств широкого назначения. Кроме того, путём их модифицирования получены новые материалы, нашедшие применение при производстве электронных приборов и интегральных схем. Этот перечень разработанных в последнее время и уже внедренных в промышленность органических полупроводников, проводников и диэлектриков можно было бы продолжить. Список же научных разработок новых органических материалов, перспективных для практического использования, был бы еще более обширным. В последнее время теоретически была доказана возможность создания и органических ферромагнетиков. Значительный прогресс в последнее время наблюдается в области синтеза и исследования физико-химических и электрофизических свойств таких своеобразных органических соединений, как ион – радикальные соли (ИРС) и комплексы с переносом заряда (КПЗ). Эти вещества, как правило, являются молекулярными монокристаллами или поликристаллами, но, вообще говоря, существуют и их «полимерные» варианты. Наиболее интересные с точки зрения электрофизики, вещества этого класса обладают квазиодномерной структурой и состоят из набора одномерных «стопок» доноров и акцепторов, в связи, с чем их свойства имеют резко выраженный анизотропный характер. Как раз среди этих соединений появились первые органические проводники. Такие соединения, как хинолин тетрацианохинодиметан, метилфеназин тетрацианохинодиметан, акридин тетрацианохинодиметан, тетратиофульвален тетрацианохинодиметан и многие другие, обладают высокой проводимостью с зависимостью от температуры, характерной не для полупроводников, а для металлов. Однако «металлическое» состояние этих соединений весьма неустойчиво. Так, при понижении температуры их проводимость начинает падать, и соединение становится диэлектриком. Интересно, что в результате такого перехода подобные вещества приобретают необычайно высокую диэлектрическую проницаемость и малый угол потерь в СВЧ-диапазоне, что делает их чрезвычайно перспективными в радиотехнике. В дальнейшем были получены соединения того же класса, которые остаются проводниками вплоть до нулевых температур: тетраметилтетраселенфульвален тетрацианохинодиметан, тетраселентетрацен хлор. Сейчас имеются даже органические сверхпроводники этого типа. Речь здесь идёт о таких системах как тетраметил тетраселен фульвален (катион) с противоионами
|