Введение к работе
' , Актуальность проблемы. В качестве объектов исследования для анализа электронной структуры и мапштшх свойств при изменении концентрации примеси выбраны сплава замещения на основе железа, такие как Fe-Vi. Рв-Cr с рэкеткой ОВД; Pe-V, Fe-Un и разбавленные сплавы ка основе палладия: РЛ-Ре, М-Шп, Pd-Cr с кристаллической структурой ГШС, исследовались твкке аффекты замещения одиночных примесей в сверхпроводящей соединении типа Y1Ва2Си307.
Сплави на основе нэлеза и палладия обладают целым рядом уникальных свойств, таких как сильная склонность к упорядочению для сплавов Ре-Ті, аномалии.в поведении механических, магнитных и термодинамических свойств для сплавов Fe-Cr, зависимость стабильности а и ч фаз кедаза от наличия примесей гигантский магнитный момент в сплавах с палладием. Внимание к теоретическому изучению электронной структуры указанных соединений обусловлено тем, что изменение электронной подсистемы, вызванное именно эффектами замащення, ю-видгаю-му, сильно влияет на физические свойства рассматриваемых объектов. Исследование эффектов замещения в сверхпроводниках типа У-Ва-Ои-0 обусловлено тем, что свойства этих соединений очень чувствительны к изменению состава, и малейшее изменение концентрации хотя Си одной из компонент может вызвать резкое изменение 1 . Следует отметить, что электронная структура неупорядоченных сплавов на основе аелэза исследовалась ранее на основе модельных расчетов другими авторами. Однако, до сих пор не было исследовано влияние изменения концентрации компонентов на электронную структуру указанных соединений на основе неэмпирических методов расчета. Для сплавов на основе палладия ранее такие не исследовалась концентрационная зависимость магнитных характеристик в области магнитного фазового перехода. И наконец, для сверхпроводящих соединений типа Y-Ba~Cu-0 имеется мнояество экспериментальных работ, посвященных исследованию влияния эффектов замещения на электронные свойства купратов, но подобные теоретические исследования на основе самосогласованных зонных расчетов
ранее не проводилось.
Целью работы является исследование концентрационной зависимости магнитных характеристик, плотности состояний и эффективных обменных параметров вышеупомянутых неупорядоченных бинарных сплавов замещение методом когерентного потенциала в приближении канонических габркдизованных зони и влияния одиночных примесей замащення на электронную структуру и магнитные свойства соединения УВа2Си307 методом ЖГО-функций Ірина.
Научная новизна диссертационной работы состоит в следувдеы. Впервые предпринята попытка исследования концентрационной зависимости глэктронной структуры и магнитных характеристик указанных соединений на основе нзампирических методов расчета. Используемый формализм многократного рассеяния позволяет в рамках единого подхода рассчитывать электронную структуру как совершенных кристаллов и одиночных примесей в них, так и ноупорядоченных сплавов при конечном значении концентрации примеси, для части рассмотренных в работе систем расчеты электронной структуры и магнитных свойств ранее вообще не проводились. Для тех систем, которые ухе исследовались на основе модельных расчетов выполнены сомосогласованные спин-поляризозанцые расчеты "из первых принципов".
Практическая ценность. Диссертационная работа выполнена в рамках исследований, проводимых в лаборатории рентгеновской спектроскопии Института фізики металлов УрО АН СССР.
Полученные результаты имеют большое значение для объяснения экспериментальных характеристик исследованных объектов на основе их электронной структуры. Это относится в первую очередь к рентгеновским спектрам, которые дают непосредственные сведения о распределении электронных состояний по анергии, а эффективность извлечения такой информации зависит от интерпретации спектров на основе теоретических расчетов электронной структуры. Полученные в работе распределения полных и парциальных плотностей состояний, значения последних на уровне іерйи, величины локальных магнитных моментов и ьффекчиышх. параметров обменного ьааи*юдейсцвия могут Саіь иепсаьаоьзіш для ааализа влияния легирования на физические
свойства исследуемых объектов, теких кви магнитные характеристики, стабильность магнитных фоз, параметры электрон-фо-ноішого взаимодействия, при изучения явлений связанных с то-пографзй поверхности Форш, и т.д. По результатам проведеи-ного исследования на зещату выносятся слэдукщкв осповкыо положения:
рассчитанные парциальные и полная плотность состояний сплава ?е50Т150 свидетельстуют о том, что используемое приближение канонических гиСридагаовашшх зон корректно описывает электронную структуру неупорядоченных бинарных сплавов замещения;
предложенное выражение для локолышх магнитных моментов в методе когерентного потенциала позволяет учесть поляризацию ближайшего окружения;
обнаружена корреляции меяду внмальнны поведением плотности состояний и наблюдаемым изменением прочностных микросвойств в области 35-40 ат.% железа; полученная впервые на основе неэмпирических методов расчета зависимость локальних магнитннх моментов, намагниченности, низкотемпературной электронной теплоемкости от концентраций для сплавов Fe-Gr хорошо согласуется с имзвеншся экспериментальными данными;
добавка йп стабилизирует- високоспкновоэ состоянии в 1~Fe, а V ив влияет на параметры магнитного перехода. Предложена качественная интерпретация данного явления.
- для сплавов Pd-Fe, Fd-Mn, M-Cr впервые получена
коцентрвционная зависимость магнитных характеристик во
области магнитного фазового перехода на, осново самосогласо
ванных неэмпирических методов расчета. Вычисленные значения
соответсвуют имеющимся акспєршеїгсальншд данным.
- для примесей замощения в соединении YBcigCu^Oy (где
U=Sa,Tl,Y,Cr,Mn,Oo,tll и Zn ) установлено, что только Gr. Рв и
Мп имеют магнитный момент. Обнаружена корреляция меаду
подавлением гапса плотности состояний в окрестности уровня
Ферми при замене атомов Си на ЗЗ-элементы и кислорода на
неметаллы и падением Г при соответствующем леїпровашш.
Апробация работы. Материалы диссертационной работа докладывались на: I Всесоюзном совещании по высокотвмпэратур-
ной сверхпроводимости (Харьков,1988), XI Всесоюзной школе -семинаре "Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь" (Ивано - Франковой, IS89), Уральской школе "Рентгеновские спектры и хишчеокая связь" {Свердловск, 1990), Меадуна-родной конференции "Химия твердого тела" (Одесса, 1990).
Публикации. Основное содерканиэ диссертации опубликовано в трех печатных работах, перечень которых приводится пике.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы; содержит 113 страниц, включая 15 рисунков и 1 таблицу. Библиография насчитывает 112 наименований.
