Сайт переехал physreal.com

science
Знания, не рождённые опытом, бесплодны и полны ошибок.
Леонардо да Винчи



Copyleft © 2004 - 2024
physics.com.ua

Электронный web-журнал Physics.com.ua

Научные исследования и технические разработки по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика. Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки. Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.

Контакты Главная | Стартовая | Избранное | Поиск
 

Потеря пароля | Регистрация

   
БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
Высадка космонавтов на Луну будет осуществлена, в лучшем случае, в 2033–2034 годах
Гранты для обучения в аспирантуре по естественным наукам в Германии (программа SALSA)
Видео. Поиск редких процессов на коллайдерах
Пьезо-оптомеханический преобразователь связывает звук, свет и радио
Программу Наноконструктор проекта nanoModel можно скачать бесплатно
VII Международная школа-конференция молодых ученых и специалистов - Современные проблемы физики 2016
Ученые получили температуру ниже абсолютного нуля
С 10-го по 21-е сентября администрация уходит в отпуск

  Новости  
  Новости физики  
  Науку делают люди  
  Гранты, олимпиады, конкурсы и стипендии  
  Знаете ли Вы что...  
  Приборы, научно-технические разработки  
  Программные продукты  
  Конференции, семинары, школы и форумы  
  Физики шутят  
  Новости нашего журнала  
  Экспорт данных в формате RSS  
  Материалы  
  Каталог научных статей  
  Банк рефератов  
  Блог  
  PACS  
  Исторический календарь  
  Нобелевские лауреаты  
  Голосования и опросы  
  Информационные партнёры  
  Полезные ссылки  
  Палата мер и весов  
  Технические требования к предоставляемой информации  
rss2email
Новости электронного web-журнала Physics.com.ua




Рассылки Subscribe.Ru
Лента "Новости электронного web-журнала Physics.com.ua"
  Голосования и опросы  
 

Глобальное потепление - это...

результат неконтролируемого загрязнения атмосферы
результат естественного изменения климата
кто-то его незаметил
средство наживы для экологических организаций



Всего голосов: 2730
Комментариев: 3

 
  Статистика  
 
Яндекс цитирования Rambler's Top100

 
  Реклама  
 

 
 
НОВОСТИ




Экспорт новостей в формате RSS по выбранным категориям

2007-07-22 13:16:36, обсуждение: 0
НОВОСТИ ФИЗИКИ | КВАНТОВЫЕ СИСТЕМЫ

Анизотропное разрушение поверхности Ферми в квантовой критической точке

Обзорная статья Института Физики Твёрдого Тела РАН, напечатанная в Информационном бюллетене - ПЕРСТ.

В 1853 году G.Wiedemann и R.Franz обнаружили, что удельная теплопроводность металла k пропорциональна его удельной электрической проводимости σ и абсолютной температуре TT [1] (закон Видемана-Франца). Спустя 75 лет A.Sommerfeld рассчитал [2] константу L в соотношении k = LsT, используя модель свободного электронного газа, подчиняющегося статистике Ферми-Дирака. Теоретическая величина L в пределе T 0 составила L0 = (p2/3)(kB/e)2, где kB – постоянная Больцмана, e – заряд электрона, и совпала с экспериментальной. Это способствовало всеобщему признанию квантовой теории твердых тел и ее быстрому дальнейшему развитию.

В 1956 году Л.Д.Ландау показал, что даже при наличии сильного межэлектронного кулоновского взаимодействия, когда "газовое приближение" неприменимо, электроны в металле при низкой температуре можно по-прежнему описывать как слабо взаимодействующие фермионы (квазичастицы) с эффективной массой m* и достаточно четко определенной поверхностью Ферми, отделяющей занятые электронами состояния от незанятых (теория ферми-жидкости). Поскольку в законе Видемана-Франца масса электрона не фигурирует, он остается справедливым и в ферми-жидкости (при T → 0). В последние несколько лет появились, однако, сообщения о наблюдении некоторых отклонений от предсказаний теории ферми-жидкости. Такие отклонения были, в частности, обнаружены [4] в металлах с частично заполненными d- и f-оболочками вблизи квантовой критической точки (ККТ), разделяющей две различные электронные фазы при T = 0.

Рис. 1. Фазовая диаграмма CeCoIn5 в координатах H-T. Магнитное поле направлено вдоль оси c (перпендикулярно базисной плоскости тетрагональной решетки, см. вставку). SC – сверхпроводящая фаза. FL – область ферми-жидкости, в которой ρ = ρ0 + AT2. Зависимость A(H) изображена на вставке.

Чтобы выяснить, сохраняются ли квазичастицы Ландау и поверхность Ферми в ККТ, украинские, канадские и американские ученые выполнили детальные экспериментальные исследования [5] транспорта тепла и заряда в CeCoIn5 – металле с "тяжелыми фермионами", у которого ККТ при Hc = (5.0 ± 0.1) Тл отделяет сверхпроводящую фазу от нормальной (ферми-жидкостной) (см. рис.1). При H > Hc удельное электросопротивление r = 1/s зависит  от  температуры  по  закону

r = r0 + AT2, где коэффициент A расходится при H Hc как A ~ (H-Hc)-4/3. На рис.2 изображены экстраполированные к

T = 0 полевые зависимости r и удельного термического сопротивления w, определяемого как w = L0T/k и связанного с r соотношением w = (L0/L)r. Если ток направлен перпендикулярно оси c, то с хорошей точностью w = r при всех H вплоть до Hc, то есть закон Видемана-Франца выполняется. При параллельном же оси c направлении тока w » r только при H > 8 Тл, а по мере приближения к ККТ различие между w и r становится все больше и больше, что говорит о нарушении закона Видемана Франца, причем нарушении анизотропном – только вдоль оси c.

Рис. 2. ρ(T0) и w(T0) (пустые и закрашенные символы соответственно) как функции H при параллельном и перпендикулярном оси c направлении тока

Рис.3. Температурные зависимости ρ вдоль оси c и вдоль оси a при  H = 5.3 Тл Hc. (на вставке – температурная зависимость w вдоль оси c при H = 5.3 Тл)

Полученные в [5] результаты свидетельствуют о том, что при HHc поверхность Ферми сохраняется в плоскости a-b, но разрушается в направлении оси c. Нечто подобное имеет место и в недодопированных ВТСП, где при уменьшении концентрации дырок контур Ферми в плоскости a-b разрывается на "дуги", которые при T 0 сжимаются в точки, расположенные на направлениях нулей сверхпроводящей щели (j = ±p/4; ±3p/4) [6]. Как в ВТСП, так и в CeCoIn5 "анизотропное разрушение поверхности Ферми" может быть связано со спиновыми флуктуациями. В CeCoIn5 характеристическая энергия спиновых флуктуаций при H = Hc соответствует температуре TSF » 4 К. Выше этой температуры зависимость ra(T) вдоль оси a  является линейной, тогда как ra(T) ~ T 3/2 при T < 1 K (см. рис.3).

Напротив, зависимость rс(T) вдоль оси c строго линейна вплоть до T = 25 мК, то есть для рассеяния на магнитных флуктуациях TSF 0 при транспорте вдоль оси c. Причина такой анизотропии TSF (как и причина анизотропного разрушения поверхности Ферми) кроется, возможно, в анизотропном характере спектра спиновых флуктуаций в ККТ.

  1. G.Wiedemann, R.Franz, Ann. Phys. 89, 497 (1853).

  2. A.Sommerfeld, Naturwissenschaften 15, 825 (1927).

  3. Л.Д.Ландау, ЖЭТФ, 30, 1058 (1956).

  4. P.Coleman, A.J.Schofield, Nature 433, 226 (2005).

  5. M.A.Tanatar et al., Science 316, 1320 (2007).

  6. A.Kanigel et al., Nature Physics 2, 447 (2006).

 

Л.Опенов
ПЕРСТ - Информационный бюллетень



БАК остро нуждается в детекторах для фиксирования элементарных частиц
Эффект рождения гидродинамических потоков от ультразвуковых волн
Создан безмагнитный кремниевый циркуляционный чип для диапазона миллиметровых волн
Физики из Национального института стандартов и технологий (США) добились одновременной квантовой запутанности сразу 219 ионов бериллия (9Be+)
Новый метод получения пучка спин-поляризованны позитронов
Головоломки электростатики
Квантовый компьютер в алмазе при комнатной температуре
Величайшее материальное изобретение в мире сделал русский
60-й спутник Сатурна
10 перспективных технологий, которые могут кардинально изменить мир