N
k
,
sm
-3
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
322
qotishmalarda Xoll koeffitsenti musbat ishoraga ega bo’lib, qotishmalarda konsentratsiya o’zgarishi
bilan Xoll koeffisienti ishorasi ham o’zgarishi mumkinligi hamda juda kichik bo’lsada tempraturaga
bog’liqligi kuzatilgan [1].
Xoll koeffitsentining
𝑅
0
musbat ishoraga ega bo’lish sababini tushuntirish uchun nazariy
jihatdan turli xil qarashlar ishlab chiqilgan. Shunday nazariyalardan biri bu kogerent potential
metodidir [2]. Bu nazariya asosida ikki zonali umumlashtirilgan
𝑠𝑑 − model tarkibiga zonalararo
tezlikning matritsa elementlari
𝜐
𝑆𝑑
hamda
𝑠 −zonadagi sochilish potensialini e’tiborga olgan holda
quyidagi umumiy ifodalarga ega bo’lamiz [3,4]:
𝑅
0
=
𝜎
𝑥𝑦
(𝐵)
𝜎
𝑥𝑥
2
𝐵
, 𝜌 =
1
𝜎
𝑥𝑥
,
(1)
𝜎
𝑥𝑥
(𝜀
𝐹
) = 𝜎
𝑥𝑥
𝑠𝑠
(𝜀
𝐹
) + 𝜎
𝑥𝑥
𝑑𝑑
(𝜀
𝐹
) + 2𝜎
𝑥𝑥
𝑠𝑑
(𝜀
𝐹
) + 2 (𝜎
𝑥𝑥
𝑠𝑑
(𝜀
𝐹
))
′
(2)
𝜎
𝑥𝑥
𝑠𝑠
(𝜀
𝐹
) = 2𝜎
0
∫
(𝜔
𝑠
2
− 𝐸
2
)
3
2
⁄
𝑑𝐸[Г
𝑠𝑠
(𝐸; 𝜀
𝐹
)]
2
𝜔
𝑠
−𝜔
𝑠
𝜎
𝑥𝑥
𝑑𝑑
(𝜀
𝐹
) = 10𝛼
2
𝜎 ∫
(𝜔
𝑠
2
−
𝜔
𝑠
−𝜔
𝑠
𝐸
2
)
3
2
⁄
𝑑𝐸[Г
𝑑𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)]
2
𝜎
𝑥𝑥
𝑠𝑑
(𝜀
𝐹
) = √20𝛼𝜎
0
∫ (𝜔
𝑠
2
− 𝐸
2
)
3
2
⁄
𝑑𝐸[Г
𝑠𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)]
2
𝜔
𝑠
−𝜔
𝑠
(𝜎
𝑥𝑥
𝑠𝑑
(𝜀
𝐹
))
′
= √20 (
𝛾
𝜔
𝑠
)
2
𝜎
0
∫ (𝜔
𝑠
2
− 𝐸
2
)
3
2
⁄
𝑑𝐸[Г
𝑠𝑠
(𝐸; 𝜀
𝐹
)]
𝜔
𝑠
−𝜔
𝑠
[Г
𝑑𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)]
+ 2√20 (
𝛾
𝜔
𝑠
) 𝜎
0
∫ (𝜔
𝑠
2
− 𝐸
2
)
3
2
⁄
𝑑𝐸[Г
𝑠𝑠
(𝐸; 𝜀
𝐹
)][[Г
𝑠𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)]
𝜔
𝑠
−𝜔
𝑠
+ 2√20 (
𝛾
𝜔
𝑠
) 𝛼𝜎
0
∫ (𝜔
𝑠
2
− 𝐸
2
)
3
2
⁄
𝑑𝐸[Г
𝑑𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)][[Г
𝑠𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)]
𝜔
𝑠
−𝜔
𝑠
(𝜎
𝑥𝑥
𝑠𝑑
(𝜀
𝐹
))
′
= √20 (
𝛾
𝜔
𝑠
)
2
𝜎
0
∫ (𝜔
𝑠
2
− 𝐸
2
)
3
2
⁄
𝑑𝐸[Г
𝑠𝑠
(𝐸; 𝜀
𝐹
)]
𝜔
𝑠
−𝜔
𝑠
[Г
𝑑𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)]
+ 2√20 (
𝛾
𝜔
𝑠
) 𝜎
0
∫ (𝜔
𝑠
2
− 𝐸
2
)
3
2
⁄
𝑑𝐸[Г
𝑠𝑠
(𝐸; 𝜀
𝐹
)][[Г
𝑠𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)]
𝜔
𝑠
−𝜔
𝑠
+ 2√20 (
𝛾
𝜔
𝑠
) 𝛼𝜎
0
∫ (𝜔
𝑠
2
− 𝐸
2
)
3
2
⁄
𝑑𝐸[Г
𝑑𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)][[Г
𝑠𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)]
𝜔
𝑠
−𝜔
𝑠
𝜎
0
=
4𝑣
𝑚
2
𝑒
2
ℏ
3𝜋
2
Ω𝜔
𝑠
4
,
𝜀
𝑑
(𝑘) = 𝛼𝜀
𝑠
(𝑘)(𝛼 < 1).
𝜎
𝑥𝑦
(𝜀
𝐹
) = 𝜎
𝑥𝑥
𝑠𝑠
(𝜀
𝐹
) + 𝜎
𝑥𝑦
𝑑𝑑
(𝜀
𝐹
) + 2𝜎
𝑥𝑦
𝑠𝑑
(𝜀
𝐹
) + 2 (𝜎
𝑥𝑦
𝑠𝑑
(𝜀
𝐹
))
′
(3)
𝜎
𝑥𝑦
𝑠𝑠
(𝜀
𝐹
) = 2𝜎
𝐻
∫
(𝜔
𝑠
2
− 𝐸
2
)
5
2
⁄
𝑑𝐸[ℱ
𝑠𝑠
(𝐸; 𝜀
𝐹
)]
2
𝜔
𝑠
−𝜔
𝑠
𝜎
𝑥𝑦
𝑠𝑑
(𝜀
𝐹
) = √20𝛼𝜎
𝐻
∫ (𝜔
𝑠
2
− 𝐸
2
)
5
2
⁄
𝑑𝐸[ℱ
𝑑𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)]
2
𝜔
𝑠
−𝜔
𝑠
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
323
(𝜎
𝑥𝑦
𝑠𝑑
(𝜀
𝐹
))
′
= 2√20 (
𝛾
𝜔
𝑠
) 𝜎
𝐻
∫ (𝜔
𝑠
2
− 𝐸
2
)
5
2
⁄
𝑑𝐸 {
𝜕
2
𝑅
𝑆𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)
𝜕𝐸
2
[Г
𝑠𝑠
(𝐸; 𝜀
𝐹
) + 𝛼Г
𝑑𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)]
𝜔
𝑠
−𝜔
𝑠
+
𝜕𝑅
𝑆𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)
𝜕𝐸
[
𝜕Г
𝑠𝑠
(𝐸; 𝜀
𝐹
)
𝜕𝐸
+ 𝛼
𝜕Г
𝑑𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)
𝜕𝐸
]}
+ (2√20𝛼
𝛾
2
𝑎
2
ℏ
2
9𝜎
𝐻
𝑣
𝑚
2
) ∫ (𝜔
𝑠
2
− 𝐸
2
)
5
2
⁄
𝑑𝐸 {Г
𝑠𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
) [
𝜕𝑅
𝑆𝑆
(𝐸; 𝜀
𝐹
)
𝜕𝐸
𝜔
𝑠
−𝜔
𝑠
+
𝜕𝑅
𝑑𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)
𝜕𝐸
]}
+ (√20𝛼
𝛾
2
𝑎
2
𝜔
𝑠
9𝜎
𝐻
𝑣
𝑚
2
) ∫ (𝜔
𝑠
2
− 𝐸
2
)
5
2
⁄
𝑑𝐸
𝜔
𝑠
−𝜔
𝑠
{Г
𝑠𝑠
(𝐸; 𝜀
𝐹
)
𝜕𝑅
𝑑𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)
𝜕𝐸
+ +𝛼Г
𝑑𝑑
(𝐸; 𝜀
𝐹
)
𝜕𝑅
𝑠𝑠
(𝐸; 𝜀
𝐹
)
𝜕𝐸
} ℱ
𝛼𝛽
(𝐸; 𝜀
𝐹
)
= Г
𝛼𝛽
(𝐸; 𝜀
𝐹
)
𝜕
2
𝑅
𝛼𝛽
(𝐸; 𝜀
𝐹
)
𝜕𝐸
2
+
𝜕𝑅
𝛼𝛽
(𝐸; 𝜀
𝐹
)
𝜕𝐸
𝜕Г
𝛼𝛽
(𝐸; 𝜀
𝐹
)
𝜕𝐸
Г
𝛼𝛽
(𝐸; 𝜀
𝐹
) va 𝑅
𝛼𝛽
(𝐸; 𝜀
𝐹
) mos ravshda Grin funksiyasining 𝐺
𝛼𝛽
(𝐸; 𝜀
𝐹
) mavhum va haqiqiy
qismlari,
𝜎
𝐻
– doimiy kattalik bo’lib, u quyidagiga teng:
𝜎
𝐻
=
2𝑣
𝑚
4
𝑒
3
ℏ
2
𝐵
9𝜋
3
𝐶Ω𝑣
𝑆
6
𝐶𝑢
𝑥
𝑇𝑖
1−𝑥
qotishmalarning elektron strukturasini hisoblash uchun qotishma tarkibiga kiruvchi
mis
(𝐶𝑢) va titan (𝑇𝑖) elementlari s− va 𝑑 − zonalarining yarim kengliklari 𝑊 va ularning og’irlik
markazlari
𝜀 hamda gibridizatsiya 𝛾 parametrlari sonli hisoblashlarni amalga oshirishda birlamchi
parametrlar bo’lib, ular quyida keltirilgan [2]:
Modda
𝑊
𝑑
𝑊
𝑠
𝜀
𝑑
𝜀
𝑠
𝛾
𝐶𝑢
3.1
17.6
-10.1
-8.2
1.2
𝑇𝑖
4.3
10.0
-2.6
-4.6
1.0
1-rasm. Cu
50
Ti
50
amorf qotishmasi
uchun solishtirma elektr o’tkazuv-
chanlik diagonal tashkil etuvchila-rining
energiyaga bog’lanishi
2-rasm. Cu
50
Ti
50
amorf qotishmasi uchun
solishtirma elektr o’tkazuv-chanlikning
nodiagonal
elementi
partsial
tashkil
etuvchilarining energiyaga bog’liqligi
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
324
Cu
50
Ti
50
amorf qotishmasi uchun solishtirma
elektr o’tkazuvchanlik partsial va natijaviy
qiymatlarining
Fermi
energiyasi
sathidan
bo’g’liqlik grafigi 1-rasmda, solishtirma elektr
o’tkazuvchanlik
tenzorining
nodiagonal
elementlari tashkil etuvchilarining energiyaga
bog’liqligi grafigi 2-rasmda va Xoll doimiysining
konsentratsiyaga
bog’liqligi
esa
3-rasmda
keltirilgan. Shuni alohida ta’kidlab o’tish lozimki,
partsial tashkil etuvchilar juda ham murakkab
energetik bog’lanishlarga ega bo’lib, ular
elektronlar holat zichligining energetik bog’lanishi
bilan mos tushmaydi. Xoll koeffisientining
qiymati va ishorasi s-holatning tashkil etuvchisi
𝜎
𝑥𝑦
𝑠𝑠
va gibridizatsion
𝜎
𝑥𝑦
𝑠𝑑
va (
𝜎
𝑥𝑦
𝑠𝑑
)
′
tashkil
etuvchilarning
qiymatlari
bilan
aniqlanadi.
Yig’indi Holl o’tkazuvchanligi σ
xy
va Xoll koeffisientining R
H
Fermi sathi energiyasi yoki
konsentrasiya o’zgarishi bilan ishorasining o’zgarishi o’tkazuvchanlikning tezlikning zonalararo
matrisa elementlari orqali aniqlanuvchi tashkil etuvchisi (
𝜎
𝑥𝑦
𝑠𝑑
)
′
ning
𝜎
𝑥𝑦
𝑠𝑠
va
𝜎
𝑥𝑦
𝑠𝑑
tashkil etuvchilariga
qaraganda turli xil energetik bog’lanishga hamda qarama-qarshi ishoraga ega ekanligi hisobiga amalga
oshiriladi. Bu esa Xouson-Morganlarning o’tkinchi metallar asosidagi amorf qotishmalarda Xoll
koeffisientining ishora o’zgarishi sd-gibridizatsiya effekti tufayli yuz beradi degan konsepsiyasiga
muvofiq keladi.
Ushbu mavzuni taklif qilgan hamda natijalarni tahlil qilishda qimmatli maslahatlarini bergan
A.B.Granovsky va O.Q.Quvondiqovga o’z minnatdorchiligimni bildiraman.
Foydalanilgan adabiyotlar:
1. M.A.Howson, B.L.Gallagher. The electron transport properties of metallic glasses. Phys.Rep.
– 1988. v.170, №5. - P.265
2. Эренрейх Г., Шварц Л. Электронная структура сплавов - М.:Мир, 1979.
3. Грановский А.Б., Имамназаров Д.Х., Халилов И.Х. Электросопротив-ление и эффект
Холла неупорядоченных сплавов Au
x
Ag
1-x
в s-d модели (приближение когерентного
потенциала). – ФММ, 1991, №7. – С.25
4. Ведяев А.В, Грановский А.Б, Халилов И.Х., Имамназаров Д.Х, Ниналалов С.А.,
Гехтман М.М. Электросопротивление и эффект Холла аморфных сплалов Сu
x
Zr
1-x
в s-d модели
(приближение когерентного локатора). – Вестник МГУ, Сер.3. физ.-астрон., 1991, Т.32. №5 –
С.61
KOGERENT POTENTSIAL METODI ASOSIDA AMORF
Cu
x
Ti
1-x
QOTISHMALARDA TERMO-E.Yu.K HISOBLASH
D.X.Imamnazarov (SanDU), F.B.Ruziboyeva (SanDU 1- kurs magistr)
O’tkinchi metallar asosidagi amorf qotishmalarning kinetik xossalarni harakterlovchi
kattaliklarning (solishtirma elektr qarshilik, termo-E.Yu.K va Xoll effekti) tajribada olingan
qiymatlarini [1] fizik nuqtai-nazardan talqin etishda hozirgi vaqtda zaryad tashuvchilarning sochilish
kuchsiz bo’lgan holdagi qonunyatga asoslanuvchi umumlashgan Faber–Zayman modeli keng
qo’llaniladi. Bu model asosida olib borilgan hisoblashlar shuni ko’rsatadiki, odddiy va nodir metallar
asosidagi qotishmalarda solishtirma elektr qarshilikning konsentratsiyasiga va temperaturaga
bog’liqligini tushuntirib berishga imkon beradi, ammo to’lmagan d-holatdagi elektronlarga (o’tkinchi
3-rasm. Cu
x
Ti
1-x
amorf qotishma-larda normal Holl
koeffisiyentining konsentrsiyaga bog’ligi grafigi.
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
325
metallar) bu modelni tadbiq qilish jiddiy qiyinchiliklarga olib keladi, chunki d-metallarda
elektronlarning spchilishi kuchli hamda d-elektronlarning zaryad ko’chishlarini e’tiborga olish kerak.
Shuning uchun ushbu ishda yuqoridagi kamchiliklarni bartaraf etish maqsadida o’tkinchi metallar
asosidagi amorf qotishmalarda kinetik xossalarni o’rganishda kogerent potensial metodini (KPM)
qo’llaymiz [2]. Bu nazariya asosida ikki zonali umumlashtirilgan
𝑠𝑑 − model tarkibiga zonalararo
tezlikning matritsa elementlari
𝜐
𝑆𝑑
ni hamda
𝑠 −zonadagi sochilish potensialini kiritib, quyidagi
umumiy ifodalarga ega bo’lamiz [3]:
𝑆 = −
𝜋
2
𝑘
𝑏
2
𝑇
3|𝑒|𝜀
𝐹
𝜉; 𝜉 =
𝑑 ln 𝜎(𝐸)
𝑑 ln 𝐸
|
𝐸=𝜀
𝐹
(1)
𝜎 = 𝜎
𝑠𝑠
+ 𝜎
𝑑𝑑
+ 2𝜎
𝑠𝑑
+ 2𝜎
𝑐𝑑
(2)
𝜎
𝑠𝑠
= 2
2e
2
3πΩ
∫ dη (−
∂f
∂η
) ∑ ϑ
ss
2
[Im𝐺
𝑠𝑠
(k, η
+
)]
2
k
(3)
𝜎
𝑑𝑑
= 10
2e
2
3πΩ
∫ dη (−
∂f
∂η
) ∑ ϑ
dd
2
[Im𝐺
𝑑𝑑
(k, η
+
)]
2
k
(4)
𝜎
𝑠𝑑
= √20
2e
2
3πΩ
∫ dη (−
∂f
∂η
) ∑ 𝜗
𝑠𝑠
𝜗
𝑑𝑑
[Im𝐺
𝑠𝑑
(k, η
+
)]
2
k
(5)
𝜎
𝑐𝑑
= √20
2e
2
ћ
3πΩ
∫ dη (−
∂f
∂η
) ∑{2
k
ϑ
ss
ϑ
sd
Im𝐺
ss
(k, η
+
)Im𝐺
sd
(k, η
+
) +
+ 2ϑ
dd
ϑ
sd
ImG
dd
(k, η
+
)Im𝐺
sd
(k, η
+
) + ϑ
sd
2
Im𝐺
ss
(k, η
+
)Im𝐺
dd
(k, η
+
)} (6)
𝐺
𝑠𝑠
(𝑘, 𝑍) = {𝑙
𝑠𝑠
− 𝜀
𝑠
(𝑘) − 𝛾
2
[𝑙
𝑑𝑑
− Σ
2
𝜀
𝑠
(𝑘)]
−1
}
−1
(7)
𝐺
𝑑𝑑
(𝑘, 𝑍) = {𝑙
𝑑𝑑
− Σ
2
𝜀
𝑑
(𝑘) − 𝛾
2
[𝑙
𝑠𝑠
− 𝜀
𝑠
(𝑘)]
−1
}
−1
(8)
𝐺
𝑠𝑑
= 𝐺
𝑑𝑠
(𝑘, 𝑍) = 𝛾{[𝑙
𝑠𝑠
− 𝜀
𝑠
(𝑘)][𝑙
𝑑𝑑
− Σ
2
𝜀
𝑑
(𝑘)] − 𝛾
2
}
−1
(9)
Cu
x
Ti
1-x
qotishmalarning elektron strukturasini hisoblash uchun qotishma tarkibiga kiruvchi mis (Cu)
va titan (Ti) elementlari s- va d-zonalarining yarim kengliklari W
α
va ularning og’irlik markazri
𝜀
𝛼
hamda gibridizatsiya
𝛾 parametrlari birlamchi kattaliklar sifatida quyida keltirilgan [2]:
𝑊
𝑑
𝑊
𝑠
ℇ
𝑑
ℇ
𝑑
𝛾
Cu
3.1
17.6
-10.1
-8.2
1.2
Ti
4.3
10.0
-2.6
-4.6
1.0
1-rasmdan ko’rinadiki, kogerent potensial metodining lokator yaqinlashishda hisoblangan
elektron strukturasi LMTO yordamida hisoblangan elektron struktura bilan mos tushadi. Amorf
qotishmalarning Cu-Ti Fermi sathidagi elektronlar holat zichligi d-holatlar orqali aniqlanib, qotishma
tarkibidagi
𝑇𝑖 elementlari konsentratsiyasi oshib borishi bilan Fermi sathi energiyasi ham oshib boradi.
Haqiqatan ham
, 𝑇𝑖 elementi uchun elektronlar holat zichligi funksiyasida Fermi sathi energiyasi 𝑇𝑖
elementining d–holatiga (cho’qqisiga) yaqin joylashgan bo’ladi, mis Cu elementida d-holatlar to’lgan
bo’lib, Fermi sathi energiyasi d-zonadan tashqarida joylashgan bo’ladi. 2-rasmdan ko’rinadiki, Fermi
energiyasining istalgan ixtiyoriy qiymatlarida tezlikning zonalararo o’tishi matritsa elementlari bilan
bog’liq bo’lgan
(𝜎
𝑐𝑑
) hadi gibridizatsion had (𝜎
𝑠𝑑
) bilan bir xil tartibda bo’lib, u bilan energetik
bog’lqligi ham juda yaqin bo’lib, Fermi energiyasining haqiqiy joylashgan nuqtasida (2-rasmda strelka
bilan ko’rsatilgan) solishtirma elektr o’tkazuvchanlikning
𝜎 asosiy hadini s-holatlar (𝜎
𝑠𝑠
) tashkil
qiladi, ammo d-holatlar
(𝜎
𝑑𝑑
) va gibridizatsion tashkil etuvchilar (𝜎
𝑑𝑑
), (𝜎
𝑐𝑑
) ham unchalik kichik
bo’lmagan qiymatlarga ega ekanligini ko’rish mumkin.
Do'stlaringiz bilan baham: