Роль квазипоперечных фононов в термоэдс электрон-фононного увлечения в благородных металлах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследовано влияние анизотропии упругой энергии на термоэдс увлечения в благородных металлах при низких температурах. Для описания взаимодействия электронов с продольными фононами использована теория деформационного потенциала. В расчетах релаксации электронов на сдвиговых компонентах колебательных мод использована константа электрон-фононного взаимодействия, определенная ранее из сопоставления результатов расчета электросопротивления объемных кристаллов Au, Ag и Cu с экспериментальными данными. Определены максимальные значения термоэдс увлечения в совершенных кристаллах благородных металлов. Эти значения не зависят от констант электрон-фононного взаимодействия, а определяются упругими модулями второго порядка, плотностью кристаллов и концентрацией электронов. Показано, что квазипоперечные фононы вносят преобладающий вклад в термоэдс увлечения при низких температурах. Тогда как вклад продольных фононов оказался ничтожно мал. При этом для совершенных кристаллов Au, Ag и Cu доминирующий вклад в электрон-фононное увлечение вносит медленная t2-мода.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. Г. Кулеев

Институт физики металлов УрО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kuleev@imp.uran.ru
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

И. И. Кулеев

Институт физики металлов УрО РАН

Email: kuleev@imp.uran.ru
Россия, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108

Список литературы

  1. Kuleyev I.G., Kuleyev I.I. The role of shear waves in electron – phonon relaxation and electrical resistivity of noble metals // Chinese J. Phys. 2023. V. 72. P. 351–359.
  2. Кулеев И.Г., Кулеев И.И. Роль квазипоперечных фононов и упругой анизотропии в термоэлектрических эффектах и электросопротивлении щелочных и благородных металлах. Екатеринбург: Издательство УМЦ УПИ, 2023. 205 с.
  3. Kuleyev I.I. and Kuleyev I.G. Effect of Anisotropy of Elastic Energy and Shear Waves on Electron–Phonon Relaxation and Electrical Resistivity of Noble Metals. Review 4 // Phys. Met. Metal. 2023. V. 124. Suppl. 1. Р. S86–S105.
  4. Peierls R.E. Quantum Theory of Solids. Oxford at clarendon press, 1955.
  5. Bloch F. Zum elektrischen Widerstandsgesetz bei tiefen Temperaturen // Zs. Fur Phys. 1930. V. 59. P. 208–214.
  6. Gruneisen E. Die Änderung des Druckkoeffizienten des metallischen Widerstandsmit der Temperatur // Ann. der Phys. 1941. V. 40. P. 543–552.
  7. Sommerfeld A., Bete H. Elektronen Theorie der Mettale. Handbuch der Physik, Bd. 24/2. 1934.
  8. Wilson A.H. The Theory of Metals. ed. Cambridge, 1953.
  9. Ziman J. Electrons and Phonons. Oxford, New York, 1960.
  10. Blatt F.J. Physics of electron conductivity in solids. McGRAW-HILL, BOOK COMPANY, 1968.
  11. Омельяновский О.Е., Заварицкий Н.В., Личкова Н.В., Матвеев В.Н. Кинетические свойства меди и серебра // ЖЭТФ. 1985. Т. 89. С. 696–709.
  12. MacDonald D.K.C., Pearson W.B., Templeton I.M. Thermo-electricity at low temperatures VII. Thermo-electricity of the alkali metals between 2 and 20°K // Proc. R. Soc. Lond. A. 1958. V. 248. P. 107–118.
  13. Zyman J.M. The thermoelectric power of the alkali metals at low temperatures // Phil. Mag. 1959. V. 4. P. 371–379.
  14. Guenault A. Thermoelectric power of silver alloys at very low temperatures // Philosoph. Magaz. 1967. V. 15 (133). P. 17–25.
  15. Guenault A.M. and Hawksworth D.G. Thermoelectric power of the pure noble metals at low temperatures // J. Phys. F: Met. Phys. 1977. V. 7. P. 219–222.
  16. Blatt F.J., Schroeder P.A., Foiles C.L., Greig D. Thermoelectric power of metals. New York and London: Plenum press, 1976.
  17. Кулеев И.Г., Кулеев И.И., Бахарев С.М., Устинов В.В. Фокусировка фононов и фононный транспорт в монокристаллических наноструктурах. Екатеринбург: “Издательство УМЦ УПИ”, 2018. 256 с.
  18. Truel B., Elbaum C., Chick B.B. Ultrasonic methods in solid state physics. N. Y. – London: Academic Press, 1969.
  19. Кулеев И.И., Кулеев И.Г. Роль сдвиговых волн в электрон-фононном увлечении в кристаллах калия при низких температурах // ФММ. 2020. Т. 121. № 10. С. 1011–1018.
  20. Jeno Gubicza, Chinh N.Q., Labar J.L., Heged Z., Langdon T.G. Twinning and dislocation activity in silver processed by severe plastic deformation // J. Mater. Sci. 2009. V. 44. P. 1656–1660.
  21. Жернов А.П., Инюшкин А.В. Изотопические эффекты в твердых телах. Москва: изд-во РНЦ “Курчатовский Институт”, 2001. 216 с.
  22. Klemens P.G. The scatterin of low-frequency lattice waves by static imperfactions // Proc. Phys. Soc. London, Sec. 1955. A 68. P. 1113–1128.
  23. Fletcher R. Scattering of phonons by dislocations in potassium // Phys. Rev. B. 1987. V. 36. P. 3042–3051.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Угловые зависимости изоэнергетических поверхностей (10–5 с/см) для кристаллов: Au (кривые 1, 2, 3), Ag (кривые 1а, 2а, 3а). Для продольных – кривые 1, 1а и 1b, быстрых – кривые 2, 2а и 2b и медленных поперечных фононов – кривые 3, 3а и 3b: (а) для волновых векторов в плоскости грани куба; (б) для волновых векторов в диагональной плоскости.

Скачать (54KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Температурная зависимость термоэдс серебра [11], а также аппроксимация экспериментальных данных кривыми 1, 2, 3, 4 и 5.

Скачать (16KB)
Метаданные