ПОПУЛЯРНЫЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ

Размещение материала

Для размещения материала в данном разделе заполните пожалуйста эту форму.

Кадры

Фотогалерея

НИОКР

Ферми-конденсатный фазовый переход кардинально меняет ферми-жидкость / 04.05.2009

© К.Г. Попов, В.Р. Шагинян

Источник: ПерсТ 9_07

К сильнокоррелированным ферми-системам (СФС) – одному из объектов пристального внимания современной фундаментальной физики – относятся высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП), металлы с тяжелыми фермионами (ТФ) и ряд двумерных (2D) ферми-систем. Несмотря на то, что СФС достаточно хорошо изучены экспериментально, пока для нас во многом остаются загадкой физические причины их необычного поведения. Свойства СФС не укладываются в привычную картину ферми-жидкости и не имеют общепринятого теоретического объяснения. К настоящему времени предложено много совершенно различных подходов к описанию СФС. Какой из них правильный, покажет время. В этой заметке мы хотим обратить внимание на концепцию так называемого ферми-конденсатного квантового фазового перехода (ФККФП), которая, по нашему мнению, позволяет с единой точки зрения объяснить многие особенности СФС.

Рис. 1. Функция распред"еления квазичастиц n(p,T=0) и одночастичный спектр ε(p,T=0).

Красные линии – до ФККФП, черные линии – после ФККФП. 

 

При описании СФС ключевым понятием является квантовый фазовый переход, имеющий место в критической точке при T=0 [1]. Экспериментальные данные указывают на очень большую эффективную массу M* квазичастиц в СФС и даже на ее расходимость в критической точке. Мы считаем, что такое поведение уместно связать с ферми-конденсатным квантовым фазовым переходом (ФККФП), характеризующимся неограниченным ростом M* в критической точке [2].

Как видно из рис. 1, при ФККФП форма функции распределения квазичастиц становится отличной от привычной фермиевской ступеньки, и поверхность Ферми при p=pf размывается, превращаясь в “ферми-объем”, заполненный квазичастицами с импульсами pi<p<pf. Спектр в этом интервале становится абсолютно плоским, а M* обращается в бесконечность. Занимающие этот ферми-объем квазичастицы с М*=∞ образуют новую фазу, получившую название “фермионный конденсат”. Таким образом, после ФККФП ферми-система состоит из двух подсистем: обычных квазичастиц Ландау (р<рi) и ферми-конденсата (pi<p<pf). При T№0 плоский участок спектра перестает быть строго горизонтальным, и масса M* становится конечной. Поэтому ферми-конденсатный фазовый переход является квантовым и происходит при изменении не температуры, а давления P, магнитного поля B, плотности частиц x и т. п. Для ФККФП справедлива расширенная парадигма Ландау, согласно которой квазичастицы по-прежнему определяют низкотемпературные свойства ферми-системы, но их масса M* уже не постоянна, а зависит от P, B, x, T и других внешних параметров, что и приводит к не-ферми-жидкостному поведению СФС [2].

Так как масса M* входит в различные термодинамические характеристики ферми-системы (например, энтропия, магнитная восприимчивость и теплоемкость пропорциональны M*), то универсальность температурной зависимости M*, о которой речь пойдет ниже, диктует и универсальность поведения различных СФС. Транспортные свойства также определяются величиной M*. Например, измерение удельного сопротивления ρ=ρ0+AT2 как функции температуры позволяет найти транспортный коэффициент A~(M*)2  и выявить таким образом универсальные свойства магнетосопротивления в металлах с ТФ.

Читать далее

TOP100 самых популярных
научных разработок
за месяц
Место Наименование Показов
1

Магнитные наночастицы: проблемы и достижения химического синтеза

Основную часть обзора составляют три раздела собирательно названные по сути методов получения магнитных наночастиц - 1. Гидролиз, соосаждение, 2. Мицеллы и 3. Термолиз. Разделы окаймляются общим введе

330
2

Монокристаллический кремний. Технология производства

Данная технология относится к области получения монокристаллов полупроводниковых материалов и может быть использована при получении монокристаллов кремния методом Чохральского. Данная технология относ

239
3

Технология нанесения наноструктурных покрытий методом магнетронного напыления

Возрастающий интерес к наноструктурным пленкам связан с их высокой твердостью, коррозионной стойкостью, износостойкостью, термостойкостью и улучшенными антифрикционными свойствами. Срок службы обрабат

161
4

Способы получить электричество из ничего

    Никогда не знаешь, когда может понадобиться электричество, будь это электричество для самодельных лампочек с обугленными волокнами бамбука вместо нити накаливания, чтобы

67
5

Главная загадка квантовой механики (видео)

В видео раскрывается главная загадка квантовой механики доступным языком. Для введения в курс, кратко о том, что такое квантовая механика. Квантовая механика — раздел теоретической физики, о

63

Анонсы событий