О влиянии вакансий на электронные свойства бериллия
Путем ab initio численного моделирования методом полного потенциала линеаризованных присоединенных
 плоских волн вычислены плотность электронных состояний и зарядовая плотность идеального
 кристалла бериллия и кристалла, в котором каждый 64-й узел решетки вакантен. Обнаружено,&#x...
Saved in:
| Published in: | Физика низких температур |
|---|---|
| Date: | 2007 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2007
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120959 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | О влиянии вакансий на электронные свойства бериллия / А.С. Бакай, А.Н. Тимошевский, С.А. Калькута, А. Месланг, В.П. Владимиров // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 10. — С. 1170–1173. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860163249634279424 |
|---|---|
| author | Бакай, А.С. Тимошевский, А.Н. Калькута, С.А. Месланг, А. Владимиров, В.П. |
| author_facet | Бакай, А.С. Тимошевский, А.Н. Калькута, С.А. Месланг, А. Владимиров, В.П. |
| citation_txt | О влиянии вакансий на электронные свойства бериллия / А.С. Бакай, А.Н. Тимошевский, С.А. Калькута, А. Месланг, В.П. Владимиров // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 10. — С. 1170–1173. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика низких температур |
| description | Путем ab initio численного моделирования методом полного потенциала линеаризованных присоединенных
плоских волн вычислены плотность электронных состояний и зарядовая плотность идеального
кристалла бериллия и кристалла, в котором каждый 64-й узел решетки вакантен. Обнаружено,
что плотность электронных состояний бериллия с подрешеткой вакансий на уровне Ферми
примерно в два раза больше, чем у идеального кристалла. При этом зарядовая плотность электронов
проводимости на уровне Ферми имеет глубокий минимум в области вакансии и претерпевает существенные
изменения в межузельных полостях вокруг вакансии. Оценка показывает, что температура
сверхпроводящего перехода бериллия с вакансиями приблизительно в 150 раз выше, чем в идеальном
кристалле.
За допомогою ab initio числового моделювання методом повного потенціалу лінеаризованих при-
єднаних плоских хвиль вичислено густину електронних станів та зарядову густину ідеального кристала
берилію та кристала, у якому кожен 64-й вузол гратки є вакантним. Виявлено, що густина електронних
станів берилію з підграткою вакансій на рівні Фермі приблизно вдвічі більша ніж у
ідеального кристала. При цьому зарядова густина електронів провідності на рівні Фермі має глибокий
мінімум в області вакансії і зазнає істотних змін в околі вакансії. Оцінка показує, що температура
надпровідного переходу берилію з вакансіями приблизно в 150 разів вища, ніж у ідеальному кристалі.
The density of electron states and charge density
of ideal crystal of Be and beryllium with one
vacancy per 64 cites are calculated by means of ab
initio simulations using the Full Potential Linearized
Augmented Plane Wave code. It is revealed
that the density of electron states on the Fermi level
of Be with vacancy sublattice is nearly twice
larger than that of the ideal crystal. The charge
density of the conducting electrons on the Fermi
level is rather small within the vacant site and undergoes
essential changes in the vicinity of the
vacancy. An estimation shows that the superconducting
transition temperature of the vacancies
containing beryllium is nearly 150 times larger
than that of the ideal crystal.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:55:42Z |
| format | Article |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 10, ñ. 1170–1173
Ïèñüìà ðåäàêòîðó
Î âëèÿíèè âàêàíñèé íà ýëåêòðîííûå ñâîéñòâà
áåðèëëèÿ
À.Ñ. Áàêàé
Íàöèîíàëüíûé íàó÷íûé öåíòð «Õàðüêîâñêèé ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò»
óë. Àêàäåìè÷åñêàÿ, 1, ã. Õàðüêîâ, 61108, Óêðàèíà
E-mail: bakai@kipt.kharkov.ua
À.Í. Òèìîøåâñêèé, Ñ.À. Êàëüêóòà
Èíñòèòóò ìàãíåòèçìà ÍÀÍ è ÌÎÍ Óêðàèíû, áóëüâ. Âåðíàäñêîãî, 36-á, ã. Êèåâ, 03142, Óêðàèíà
À. Ìåñëàíã, Â.Ï. Âëàäèìèðîâ
Forschungszentrum Karlsruhe, Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, Eggenstein-Leopoldshafen 76344, Germany
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 3 ìàÿ 2007 ã.
Ïóòåì ab initio ÷èñëåííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ ìåòîäîì ïîëíîãî ïîòåíöèàëà ëèíåàðèçîâàííûõ ïðèñî-
åäèíåííûõ ïëîñêèõ âîëí âû÷èñëåíû ïëîòíîñòü ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé è çàðÿäîâàÿ ïëîòíîñòü èäå-
àëüíîãî êðèñòàëëà áåðèëëèÿ è êðèñòàëëà, â êîòîðîì êàæäûé 64-é óçåë ðåøåòêè âàêàíòåí. Îáíàðóæå-
íî, ÷òî ïëîòíîñòü ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé áåðèëëèÿ ñ ïîäðåøåòêîé âàêàíñèé íà óðîâíå Ôåðìè
ïðèìåðíî â äâà ðàçà áîëüøå, ÷åì ó èäåàëüíîãî êðèñòàëëà. Ïðè ýòîì çàðÿäîâàÿ ïëîòíîñòü ýëåêòðîíîâ
ïðîâîäèìîñòè íà óðîâíå Ôåðìè èìååò ãëóáîêèé ìèíèìóì â îáëàñòè âàêàíñèè è ïðåòåðïåâàåò ñóùåñò-
âåííûå èçìåíåíèÿ â ìåæóçåëüíûõ ïîëîñòÿõ âîêðóã âàêàíñèè. Îöåíêà ïîêàçûâàåò, ÷òî òåìïåðàòóðà
ñâåðõïðîâîäÿùåãî ïåðåõîäà áåðèëëèÿ ñ âàêàíñèÿìè ïðèáëèçèòåëüíî â 150 ðàç âûøå, ÷åì â èäåàëüíîì
êðèñòàëëå.
Çà äîïîìîãîþ ab initio ÷èñëîâîãî ìîäåëþâàííÿ ìåòîäîì ïîâíîãî ïîòåíö³àëó ë³íåàðèçîâàíèõ ïðè-
ºäíàíèõ ïëîñêèõ õâèëü âè÷èñëåíî ãóñòèíó åëåêòðîííèõ ñòàí³â òà çàðÿäîâó ãóñòèíó ³äåàëüíîãî êðèñ-
òàëà áåðèë³þ òà êðèñòàëà, ó ÿêîìó êîæåí 64-é âóçîë ãðàòêè º âàêàíòíèì. Âèÿâëåíî, ùî ãóñòèíà åëåê-
òðîííèõ ñòàí³â áåðèë³þ ç ï³äãðàòêîþ âàêàíñ³é íà ð³âí³ Ôåðì³ ïðèáëèçíî âäâ³÷³ á³ëüøà í³æ ó
³äåàëüíîãî êðèñòàëà. Ïðè öüîìó çàðÿäîâà ãóñòèíà åëåêòðîí³â ïðîâ³äíîñò³ íà ð³âí³ Ôåðì³ ìຠãëèáî-
êèé ì³í³ìóì â îáëàñò³ âàêàíñ³¿ ³ çàçíຠ³ñòîòíèõ çì³í â îêîë³ âàêàíñ³¿. Îö³íêà ïîêàçóº, ùî òåìïåðàòóðà
íàäïðîâ³äíîãî ïåðåõîäó áåðèë³þ ç âàêàíñ³ÿìè ïðèáëèçíî â 150 ðàç³â âèùà, í³æ ó ³äåàëüíîìó êðèñòàë³.
PACS: 73.50.Yg Äðóãèå ðàçäåëû, îòíîñÿùèåñÿ ê òðàíñïîðòíûì ñâîéñòâàì ïëåíîê;
71.20.–b Ýëåêòðîííàÿ ïëîòíîñòü ñîñòîÿíèé è çîííàÿ ñòðóêòóðà êðèñòàëëè÷åñêèõ òâåðäûõ òåë.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ëîêàëüíàÿ ïëîòíîñòü ñîñòîÿíèé, ìåòîä ïðèñîåäèíåííûõ ïëîñêèõ âîëí, âàêàíñèÿ,
àìîðôíàÿ ïëåíêà.
Òåìïåðàòóðà ñâåðõïðîâîäÿùåãî ïåðåõîäà áåðèëëèÿ
÷ðåçâû÷àéíî íèçêà, Tc, ,0 0 026� Ê, ÷òî îáúÿñíÿåòñÿ
íèçêîé ïëîòíîñòüþ ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé íà óðîâíå
Ôåðìè n F( )� . Âìåñòå ñ òåì â àìîðôíûõ ïëåíêàõ Âå,
ïîëó÷åííûõ îñàæäåíèåì íà êðèîãåííóþ ïîäëîæêó, Tc
äîñòèãàåò çíà÷åíèé 10,2 Ê. Ýòî ÿâëåíèå, îáíàðóæåí-
íîå Ëàçàðåâûì è åãî ñîòðóäíèêàìè [1], âñåñòîðîííå
èññëåäîâàëîñü è øèðîêî îáñóæäàëîñü [2–9].  êà÷åñ-
òâå îñíîâíîé ïðè÷èíû ïîâûøåíèÿ Tc óêàçûâàëîñü
óâåëè÷åíèå n F( )� â ñòðóêòóðíî ðàçóïîðÿäî÷åííîì
êîíäåíñàòå.
Ìû óáåäèëèñü â áîëüøîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè n F( )�
è ïðîñòðàíñòâåííîãî ðàñïðåäåëåíèÿ çàðÿäà ýëåêòðî-
íîâ íà óðîâíå Ôåðìè � � �( ,x F ê ñòðóêòóðíûì íàðóøå-
íèÿì â Âå, âûïîëíèâ ab initio ÷èñëåííîå ìîäåëèðîâà-
© À.Ñ. Áàêàé, À.Í. Òèìîøåâñêèé, Ñ.À. Êàëüêóòà, À. Ìåñëàíã, Â.Ï. Âëàäèìèðîâ, 2007
íèå èäåàëüíîãî è ñîäåðæàùåãî âàêàíñèè êðèñòàëëà
áåðèëëèÿ.
Äëÿ ðàñ÷åòà ýëåêòðîííîé ñòðóêòóðû èñïîëüçîâàí
ëèíåàðèçîâàííûé ìåòîä ïðèñîåäèíåííûõ ïëîñêèõ
âîëí (FLAPW), ðåàëèçîâàííûé â ïðîãðàììíîì êîì-
ïëåêñå WIEN2k [10]. Òî÷íîñòü ðåçóëüòàòîâ çàâèñèò îò
ñëåäóþùèõ îñíîâíûõ ïàðàìåòðîâ: ÷èñëà K-òî÷åê â
çîíå Áðèëëþýíà, ÷èñëà ñëàãàåìûõ â ðàçëîæåíèè ýëåêò-
ðîííîé ïëîòíîñòè è ïîòåíöèàëà ïî êðèñòàëëè÷åñêèì
ãàðìîíèêàì, à òàêæå ÷èñëà ïëîñêèõ âîëí â ìåæñôåð-
íîé îáëàñòè. Âñå ýòè ïàðàìåòðû âûáèðàëèñü èç óñëî-
âèÿ ñõîäèìî ñòè ðåçóëüò àòîâ ðàñ÷åò à . Ðàäèóñ
«muffin-tin» (ÌÒ) ñôåðû àòîìà Âe âûáèðàëñÿ ðàâíûì
2,0 àòîìíûì åäèíèöàì (1,058 �).
Ïðîâåðêà íà ñõîäèìîñòü ðåçóëüòàòîâ ïðèâåëà ê íå-
îáõîäèìîñòè ó÷åòà 100 ïëîñêèõ âîëí íà îäèí àòîì â
áàçèñíîì íàáîðå. Âíóòðè àòîìíîé ñôåðû ðàçëîæåíèå
âîëíîâîé ôóíêöèè ïî ñôåðè÷åñêèì ãàðìîíèêàì ïðî-
âîäèëîñü äî lmax = 10 âêëþ÷èòåëüíî. Ýëåêòðîííàÿ
ïëîòíîñòü è ïîòåíöèàë ðàñêëàäûâàëèñü â ðÿä âíóòðè
àòîìíûõ ÌÒ ñôåð ïî áàçèñó êðèñòàëëè÷åñêèõ ãàðìî-
íèê äî Lmax = 4. Ðàñ÷åò ïðîâîäèëñÿ â 500 K-òî÷êàõ
çîíû Áðèëëþýíà. Âûáðàííûå ïàðàìåòðû îáåñïå÷è-
âàëè ñõîäèìîñòü ïî ïîëíîé ýíåðãèè ñ òî÷íîñòüþ äî
0,1 ìÐèäá.
Ïðè ðàñ÷åòå ýëåêòðîííîé ñòðóêòóðû ñîäåðæàùåãî
âàêàíñèè êðèñòàëëà âûáðàíà ýëåìåíòàðíàÿ ÿ÷åéêà, ñî-
äåðæàùàÿ 63 àòîìà áåðèëëèÿ è îäíó âàêàíñèþ
(Âå63V). Íà÷àëüíûå ïàðàìåòðû êðèñòàëëè÷åñêîé ðå-
øåòêè â ýòîì ñëó÷àå âûáèðàëè òàêèìè æå, êàê è ó HCP
Be. Çàòåì áûëà ïðîâåäåíà ðåëàêñàöèÿ ïîëîæåíèé àòî-
ìîâ áåðèëëèÿ â ýëåìåíòàðíîé ÿ÷åéêå ñ ó÷åòîì âëèÿ-
íèÿ âàêàíñèè.
Ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòîâ ðàñïðåäåëåíèÿ ïëîòíîñòè
ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé n( )� äëÿ èäåàëüíîãî è ñî-
äåðæàùåãî âàêàíñèè êðèñòàëëà áåðèëëèÿ ïðèâåäåíû
íà ðèñ. 1. Êàê âèäíî, âåëè÷èíû ïîëíûõ ïëîòíîñòåé
ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé â ýòèõ äâóõ ñëó÷àÿõ, n F0( )�
è nV F( )� ñîîòâåòñòâåííî, ñóùåñòâåííî îòëè÷àþòñÿ:
n nV F F( ) / ( ) ,� �0 18� . Çàìåòèì, ÷òî àíàëîãè÷íîå îòíî-
øåíèå äëÿ àìîðôíûõ ïëåíîê áåðèëëèÿ, îöåíåííîå â
[6] ïî òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè êðèòè÷åñêîãî ìàã-
íèòíîãî ïîëÿ, ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 2,5.
Ïðîâåäåííûå íàìè èññëåäîâàíèÿ ïîêàçûâàþò, ÷òî
îñíîâíîé âêëàä â èçìåíåíèå nV F( )� âíîñÿò àòîìû áå-
ðèëëèÿ, íàõîäÿùèåñÿ â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè îò
âàêàíñèè. Ýòè èçìåíåíèÿ îáóñëîâëåíû â îñíîâíîì
ïàðöèàëüíîé p-ïëîòíîñòüþ ñîñòîÿíèé àòîìà áåðèë-
ëèÿ. Äëÿ ñðàâíåíèÿ íà ðèñ. 1 ïðèâåäåíû ëîêàëüíûå è
ïàðöèàëüíûå ïëîòíîñòè ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé àòî-
ìà áåðèëèÿ â êðèñòàëëå, íå ñîäåðæàùåì âàêàíñèé. Íå-
îáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî â ìåòîäå FLAPW ïîëíàÿ
ïëîòíîñòü ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé â êðèñòàëëå ñîñòî-
èò èç ñóììû ëîêàëüíûõ ïëîòíîñòåé ñîñòîÿíèé àòîìîâ,
îïèñûâàþùèõ ýíåðãåòè÷åñêîå ðàñïðåäåëåíèå âàëåíò-
íûõ ýëåêòðîíîâ, íàõîäÿùèõñÿ âíóòðè àòîìíîé MT
ñôåðû, è ïëîòíîñòåé ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé, êîòî-
ðûå îïèñûâàþò ýíåðãåòè÷åñêîå ðàñïðåäåëåíèå âàëåíò-
íûõ ýëåêòðîíîâ, íàõîäÿùèõñÿ â ìåæñôåðíîé îáëàñòè
(interstitial DOS). Äëÿ äåòàëüíîãî àíàëèçà ðåçóëüòàòîâ
ðàñ÷åòà íà ðèñ. 1 ïðèâåäåíû âñå òèïû ïëîòíîñòåé ñî-
ñòîÿíèé, ôîðìèðóþùèõ ïîëíóþ ïëîòíîñòü ñîñòîÿ-
íèé, — êàê â HCP Be, òàê è â áåðèëëèè, ñîäåðæàùåì
âàêàíñèþ. Êàê ñëåäóåò èç àíàëèçà ýòèõ ðåçóëüòàòîâ,
óâåëè÷åíèå ïëîòíîñòè ñîñòîÿíèé íà óðîâíå Ôåðìè
ïðè íàëè÷èè àòîìíîé âàêàíñèè îáóñëîâëåíî p-ýëåê-
òðîíàìè àòîìà áåðèëëèÿ, ðàñïîëîæåííîãî âáëèçè âà-
êàíñèè.
Íà ðèñ. 2 ïðèâåäåíî ïðîñòðàíñòâåííîå ðàñïðåäå-
ëåíèå ýëåêòðîíîâ ïðîâîäèìîñòè HCP Be (ðèñ. 2,à) è
àíàëîãè÷íîå ðàñïðåäåëåíèå äëÿ Âå63V (ðèñ. 2,á). Êàê
âèäíî íà ðèñ. 2,á, â Âå63V ïëîòíîñòü �� � �x F, ïðåèìó-
Î âëèÿíèè âàêàíñèé íà ýëåêòðîííûå ñâîéñòâà áåðèëëèÿ
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 10 1171
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0
0,1
0,2
0,3
n (t �) Be +Vac
n (t �) Be HCP
n (i �) Be+Vac
n (i �) Be HCP
Be +Vac
D
O
S
n
(
)�
Be n ( )�2s
Be n ( )�2p
–10 –5 0 5 10
0
0,1
0,2
0,3 Be HCP
�, ýÂ
EF
Be n ( )l �
n
(
)�
n
(
)�
Ðèñ. 1. Ïîëíûå, ëîêàëüíûå è ïàðöèàëüíûå ïëîòíîñòè
ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé â èäåàëüíîì êðèñòàëëå Be è êðèñ-
òàëëå, ñîäåðæàùåì âàêàíñèè (Be63Vac). Íà âåðõíåé ÷àñòè
ðèñóíêà ïîêàçàíû ïîëíûå ïëîòíîñòè ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿ-
íèé nt(�), ñâÿçàííûå ñ ñóììèðîâàíèåì ïî ìåæóçåëüíûì
ïîëîñòÿì ni(�), (ñì. òåêñò). Íà ñðåäíåé è íèæíåé ÷àñòÿõ
ðèñóíêà ïîêàçàíû ëîêàëüíûå ïëîòíîñòè ñîñòîÿíèé nl(�), a
òàêæå ïëîòíîñòè s- è p-ñîñòîÿíèé, n2s(�) è n2p(�), Be63V
è èäåàëüíîãî êðèñòàëëà Âå ñîîòâåòñòâåííî.
ùåñòâåííî ëîêàëèçîâàíà âûøå è íèæå ìåñòîïîëîæå-
íèÿ àòîìíîé âàêàíñèè, à èìåííî, â íåïîñðåäñòâåííîé
áëèçîñòè îò àòîìîâ áåðèëëèÿ, íàõîäÿùèõñÿ íàä è ïîä
âàêàíñèåé, òîãäà êàê âåëè÷èíà �� � �x F, â îáëàñòè âà-
êàíñèè î÷åíü ìàëà.
×òîáû îöåíèòü òåìïåðàòóðó ñâåðõïðîâîäÿùåãî ïå-
ðåõîäà â Âå63V, âîñïîëüçóåìñÿ èçâåñòíîé ôîðìóëîé
Áàðäèíà–Êóïåðà–Øðèôôåðà (íàïîìíèì, ÷òî îíà ïðè-
ìåíèìà ê ñâåðõïðîâîäíèêàì ñî ñëàáîé ñâÿçüþ, ê êîòî-
ðûì îòíîñèòñÿ è áåðèëëèé):
T
n
c D
F
� �
��
�
��114
1
, exp
( )
�
� �
, (1)
ãäå � — ïîñòîÿííàÿ ýëåêòðîí-ôîíîííîãî âçàèìîäåé-
ñòâèÿ, �D — ÷àñòîòà Äåáàÿ.
Åñëè ïðåíåáðå÷ü âîçìîæíûì âàêàíñèîííûì èçìå-
íåíèåì ÷àñòîòû Äåáàÿ, òî èç (1) íàéäåì, ÷òî
T
T n
n
n
cV
c F
F
V F
,
,
exp
( )
( )
( )0 0
01
1
1
� �
��
�
��
�
�
�
�
�
� �
� �
�
�
,
.
,
( )
( )14
0
1 0
� D
c
n
n
T
F
V F
�
�
�
�
�
�
�
�
(2)
Çàìå÷àÿ, ÷òî ó áåðèëëèÿ � D �1400 Ê , íàõîäèì, ÷òî
TcV, � 4 Ê. Ýòà îöåíêà ïîêàçûâàåò, ÷òî òåìïåðàòóðà
ñâåðõïðîâîäÿùåãî ïåðåõîäà â áåðèëëèè ñ âàêàíñèÿìè
íà ïîðÿäêè âûøå, ÷åì â èäåàëüíîì êðèñòàëëå, òàê ÷òî
âàêàíñèè äî íåêîòîðîé ñòåïåíè èìèòèðóþò âëèÿíèå
ñòðóêòóðíîãî áåñïîðÿäêà íà òåìïåðàòóðó ñâåðõïðîâî-
äÿùåãî ïåðåõîäà. Âìåñòå ñ òåì ïðèâåäåííàÿ ÷èñëåí-
íàÿ îöåíêà, îñíîâàííàÿ íà âûðàæåíèè (1), ÿâëÿåòñÿ
äîâîëüíî ãðóáîé, ïîñêîëüêó íå ó÷èòûâàåò âîçìóùå-
íèÿ ôîíîííîé ïëîòíîñòè ñîñòîÿíèé è ýëåêòðîí-ôî-
íîííûõ âçàèìîäåéñòâèé, îáóñëîâëåííûõ âàêàíñèÿìè.
 òîì, ÷òî ýòè âîçìóùåíèÿ ìîãóò äàòü çàìåòíûé
âêëàä, ìîæíî óáåäèòüñÿ ïî ðåçóëüòàòàì ìîäåëèðîâà-
íèÿ çàðÿäîâîé ïëîòíîñòè áåðèëëèÿ. Êàê îòìå÷àëîñü,
âíîñèìûå âàêàíñèÿìè âîçìóùåíèÿ n F( )� è �� � �x F,
ñâÿçàíû ñ îêîëîâàêàíñèîííîé îáëàñòüþ. Çàìå÷àÿ, ÷òî
ñ âàêàíñèÿìè ñâÿçàíû ëîêàëèçîâàííûå ôîíîííûå ñî-
ñòîÿíèÿ, êîòîðûå òàêæå âíîñÿò âêëàä â ýëåêòðîí-ôî-
íîííûå âçàèìîäåéñòâèÿ, ìîæíî îæèäàòü, ÷òî ïîëó-
÷åííàÿ ïðè ïîìîùè âûðàæåíèÿ (2) îöåíêà ìîæåò
ïðåòåðïåòü çàìåòíûå èçìåíåíèÿ ïðè ìîäåëèðîâàíèè
ñâåðõïðîâîäÿùåãî ïåðåõîäà â ýòèõ ñèñòåìàõ ab initio
ìåòîäàìè.
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïëîòíîñòü ýëåêòðîííûõ ñî-
ñòîÿíèé n F( )� ââèäó êðàéíå íèçêîãî çíà÷åíèÿ ó èäå-
àëüíîãî êðèñòàëëà, âåñüìà ÷óâñòâèòåëüíà ê ëþáûì
ñòðóêòóðíûì èçìåíåíèÿì. Ýòî, â ÷àñòíîñòè, ïîäòâåðæ-
äàåòñÿ èññëåäîâàíèÿìè ýòîé âåëè÷èíû â ïîâåðõíîñò-
íîì ñëîå (0001) â ðàáîòå [11], ãäå óñòàíîâëåíî, ÷òî îíà
ïðèìåðíî â 4 ðàçà áîëüøå, ÷åì â îáúåìå. Êðîìå ýòîãî,
êàê ïîêàçàíî â ðàáîòå [12], â ïîâåðõíîñòíîì ñëîå ïî-
ñòîÿííàÿ ýëåêòðîí-ôîíîííîé ñâÿçè â 4 ðàçà ïðåâûøà-
åò çíà÷åíèå ýòîé âåëè÷èíû â îáúåìå. Ýòè ðåçóëüòàòû
óáåæäàþò â òîì, ÷òî äëÿ âû÷èñëåíèÿ òåìïåðàòóðû
ñâåðõðîâîäèìîñòè íåîáõîäèìî â ðàìêàõ ab initio ìî-
äåëèðîâàíèÿ ïîñëåäîâàòåëüíî ó÷åñòü èçìåíåíèÿ ôî-
íîííîãî ñïåêòðà è ýëåêòðîí-ôîíîííûõ âçàèìîäåéñò-
âèé äëÿ âû÷èñëåíèÿ òåìïåðàòóðû ñâåðõðîâîäèìîñòè.
Ìû ïðåäïîëàãàåì âûïîëíèòü ab initio âû÷èñëåíèÿ
Tc, 0 è Tc V, â ñêîðîì âðåìåíè.
Àâòîðû áëàãîäàðíû Â.Ì. Êóçüìåíêî è Ì.Á. Ëàçàðå-
âîé çà ïîëåçíûå îáñóæäåíèÿ.
1172 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 10
À.Ñ. Áàêàé, À.Í. Òèìîøåâñêèé, Ñ.À. Êàëüêóòà, À. Ìåñëàíã, Â.Ï. Âëàäèìèðîâ
Be HCP
Be +Vac HCP
4,800
2,325
–0,150
–2,625
–5,100
6
3
0
–3
–6
4,90
2,45
0
–2,45
–4,90
à
á
4,9
2,4
–0,1
–2,6
–5,1
3,800
1,875
–0,050
–1,975
–3,900 –6
–3
0
3
6
Ðèñ. 2. Ïðîñòðàíñòâåííîå ðàñïðåäåëåíèå ýëåêòðîíîâ íà
óðîâíå Ôåðìè. Ïîêàçàíû îáëàñòè ïîâûøåííîé çàðÿäîâîé
ïëîòíîñòè. Ñãóùåíèÿ çàðÿäîâîé ïëîòíîñòè â èäåàëüíîì
êðèñòàëëå, ïëîòíûå çàðÿäîâûå îáëàêà îêðóæàþò èîíû â
óçëàõ ðåøåòêè (à). Ñãóùåíèÿ çàðÿäîâîé ïëîòíîñòè â êðèñ-
òàëëå, ñîäåðæàùåì âàêàíñèþ; ýëåêòðîííîå îáëàêî ñëîæ-
íîé ôîðìû îêðóæàåò âàêàíñèþ, íàõîäÿùóþñÿ â íà÷àëå îò-
ñ÷åòà êîîðäèíàò (á).
1. Á.Ã. Ëàçàðåâ, À.È. Ñóäîâöîâ, À.Ï. Ñìèðíîâ, ÆÝÒÔ
33, 1059 (1957).
2. Í.Å. Àëåêñååâñêèé, Â.È. Öåáðî, Å.È. Ôèëëèïîâè÷,
Ïèñüìà ÆÝÒÔ 13, 247 (1971).
3. Þ.Ô. Êîìíèê, Ë.À. ßöóê, â êí.: Íèòåâèäíûå êðèñòàë-
ëû ×. 2, Âîðîíåæ (1975), ñòð. 82.
4. À. Comberg, S. Ewert, and H. W�hl, Z. Phys. 20, 165
(1975)
5. V. Buck, Z. Phys. B33, 349 (1979).
6. Ë.À. ßöóê, ÔÍÒ 8, 765 (1982).
7. Â.Ì. Êóçüìåíêî, Â.È. Ìåëüíèêîâ, Ò.Ï. ×åðíÿåâà, Â.Â.
Áðûê, ÔÌÌ 41, 48 (1990).
8. Â.Ì. Êóçüìåíêî, Â.È. Ìåëüíèêîâ, ÂÀÍÒ, ñåð. Âàêóóì,
÷èñòûå ìàòåðèàëû, ñâåðõïðîâîäíèêè, ¹2–3, 120
(1998).
9. Å.Å. Ñåìåíåíêî, ÂÀÍÒ, ñåð. Âàêóóì, ÷èñòûå ìàòåðèà-
ëû, ñâåðõïðîâîäíèêè, ¹2–3, 85 (1998).
10. P. Blaha, K. Schwarz, G.K.H. Madsen, D. Kvasnicka, and
J.Luitz, WIEN2K, An Augmented Plane Wave + Local
Orbitals Program for Calculating Crystal Properties,
Karlheinz Schwarz (ed.), Technische Universitat Wien,
Austria, ISBN 3-9501031-1-2 (2001).
11. E.W. Chulkov, V.M. Silkin, and E.N. Shirykalov, Surf.
Sci. 188, 287 (187).
12. T. Balasubramanian, E. Ensen, X.L. Wu, and S.L. Hubert,
Phys. Rev. B57, R6866 (1998).
About the vacancy effect upon the electronic
properties of beryllium
A.S. Bakai, A.N. Timoshevskii, S.A. Kalkuta,
A. Moeslang, and V.P. Vladimirov
The density of electron states and charge den-
sity of ideal crystal of Be and beryllium with one
vacancy per 64 cites are calculated by means of ab
initio simulations using the Full Potential Linea-
rized Augmented Plane Wave code. It is revealed
that the density of electron states on the Fermi le-
vel of Be with vacancy sublattice is nearly twice
larger than that of the ideal crystal. The charge
density of the conducting electrons on the Fermi
level is rather small within the vacant site and un-
dergoes essential changes in the vicinity of the
vacancy. An estimation shows that the supercon-
ducting transition temperature of the vacancies
containing beryllium is nearly 150 times larger
than that of the ideal crystal.
PACS: 73.50.Yg Other thin film transport-related
topics;
71.20.–b Electron density of states and
band structure of crystalline solids .
Keywords: local density of states, FLAWP-method,
vacancy, amorphous film.
Î âëèÿíèè âàêàíñèé íà ýëåêòðîííûå ñâîéñòâà áåðèëëèÿ
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2007, ò. 33, ¹ 10 1173
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-120959 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0132-6414 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:55:42Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Бакай, А.С. Тимошевский, А.Н. Калькута, С.А. Месланг, А. Владимиров, В.П. 2017-06-13T11:03:55Z 2017-06-13T11:03:55Z 2007 О влиянии вакансий на электронные свойства бериллия / А.С. Бакай, А.Н. Тимошевский, С.А. Калькута, А. Месланг, В.П. Владимиров // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 10. — С. 1170–1173. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 73.50.Yg, 71.20.–b https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120959 Путем ab initio численного моделирования методом полного потенциала линеаризованных присоединенных
 плоских волн вычислены плотность электронных состояний и зарядовая плотность идеального
 кристалла бериллия и кристалла, в котором каждый 64-й узел решетки вакантен. Обнаружено,
 что плотность электронных состояний бериллия с подрешеткой вакансий на уровне Ферми
 примерно в два раза больше, чем у идеального кристалла. При этом зарядовая плотность электронов
 проводимости на уровне Ферми имеет глубокий минимум в области вакансии и претерпевает существенные
 изменения в межузельных полостях вокруг вакансии. Оценка показывает, что температура
 сверхпроводящего перехода бериллия с вакансиями приблизительно в 150 раз выше, чем в идеальном
 кристалле. За допомогою ab initio числового моделювання методом повного потенціалу лінеаризованих при-
 єднаних плоских хвиль вичислено густину електронних станів та зарядову густину ідеального кристала
 берилію та кристала, у якому кожен 64-й вузол гратки є вакантним. Виявлено, що густина електронних
 станів берилію з підграткою вакансій на рівні Фермі приблизно вдвічі більша ніж у
 ідеального кристала. При цьому зарядова густина електронів провідності на рівні Фермі має глибокий
 мінімум в області вакансії і зазнає істотних змін в околі вакансії. Оцінка показує, що температура
 надпровідного переходу берилію з вакансіями приблизно в 150 разів вища, ніж у ідеальному кристалі. The density of electron states and charge density
 of ideal crystal of Be and beryllium with one
 vacancy per 64 cites are calculated by means of ab
 initio simulations using the Full Potential Linearized
 Augmented Plane Wave code. It is revealed
 that the density of electron states on the Fermi level
 of Be with vacancy sublattice is nearly twice
 larger than that of the ideal crystal. The charge
 density of the conducting electrons on the Fermi
 level is rather small within the vacant site and undergoes
 essential changes in the vicinity of the
 vacancy. An estimation shows that the superconducting
 transition temperature of the vacancies
 containing beryllium is nearly 150 times larger
 than that of the ideal crystal. Авторы благодарны В.М. Кузьменко и М.Б. Лазаревой
 за полезные обсуждения. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Письма pедактоpу О влиянии вакансий на электронные свойства бериллия About the vacancy effect upon the electronic properties of beryllium Article published earlier |
| spellingShingle | О влиянии вакансий на электронные свойства бериллия Бакай, А.С. Тимошевский, А.Н. Калькута, С.А. Месланг, А. Владимиров, В.П. Письма pедактоpу |
| title | О влиянии вакансий на электронные свойства бериллия |
| title_alt | About the vacancy effect upon the electronic properties of beryllium |
| title_full | О влиянии вакансий на электронные свойства бериллия |
| title_fullStr | О влиянии вакансий на электронные свойства бериллия |
| title_full_unstemmed | О влиянии вакансий на электронные свойства бериллия |
| title_short | О влиянии вакансий на электронные свойства бериллия |
| title_sort | о влиянии вакансий на электронные свойства бериллия |
| topic | Письма pедактоpу |
| topic_facet | Письма pедактоpу |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120959 |
| work_keys_str_mv | AT bakaias ovliâniivakansiinaélektronnyesvoistvaberilliâ AT timoševskiian ovliâniivakansiinaélektronnyesvoistvaberilliâ AT kalʹkutasa ovliâniivakansiinaélektronnyesvoistvaberilliâ AT meslanga ovliâniivakansiinaélektronnyesvoistvaberilliâ AT vladimirovvp ovliâniivakansiinaélektronnyesvoistvaberilliâ AT bakaias aboutthevacancyeffectupontheelectronicpropertiesofberyllium AT timoševskiian aboutthevacancyeffectupontheelectronicpropertiesofberyllium AT kalʹkutasa aboutthevacancyeffectupontheelectronicpropertiesofberyllium AT meslanga aboutthevacancyeffectupontheelectronicpropertiesofberyllium AT vladimirovvp aboutthevacancyeffectupontheelectronicpropertiesofberyllium |