Пайерлса переход - структурный фазовый переход металл - диэлектрик в квазиодномерных соединениях, при к-ром
формируются периодич. в пространстве смещения ионов из их положения равновесия
в металлич. фазе. Смещения сопровождаются перераспределением электронной
плотности (см. Волны зарядовой плотности [1, 3]). В квазиодномерных
кристаллах с цепочечной структурой атомов (или молекул) электроны проводимости
свободно двигаются вдоль цепочек из-за хорошего перекрытия волновых электронных
функций соседних атомов о цепочке, но движение электронов между цепочками
затруднено [4].
Для одной цепочки "поверхность" Ферми
электронов проводимости состоит из двух точек в пространстве одномерных
волновых векторов k =kF
(kF - фермнеи-ский импульс). Эти точки совмещаются друг
с другом при переносе на величину 2kF. Поэтому смещения
ионов с одномерным волновым вектором 2kF (пайерлсовские
смещения) создают диэлектрич. щель на поверхности Ферми (в точкахkF),
к-рая приводит к понижению энергий электронов вблизи щели и к понижению
полной энергии электронной системы (рис. 1). Это понижение и является причиной
П. п.
П. п. проявляется в подавлении проводимости
и парамагн. восприимчивости электронов при охлаждении кристаллов ниже точки
перехода.
Рис. 1. Энергетический спектр электронов
в пайерлсовском диэлектрике (сплошные линии) и в металлической фазе (пунктир).
Из-за движения электронов между цепочками,
а также из-за электростатич. взаимодействия волн зарядовой плотности на
разных цепочках пайерлсовские смещения ниже точки фазового перехода упорядочиваются
трёхмерным образом. Поверхность Ферми в этом случае состоит из двух участков
вблизи точекkF.
Эти участки совмещаются при параллельном переносе на трёхмерный вектор
Q, компонента к-рого вдоль цепочек равна 2kF (рис. 2),
Наиб. часто волны зарядовой плотности соседних цепочек находятся в противофазе.
Однако компонента вектора О вдоль цепочек всегда близка к 2kF,
причём величина 2kF пропорц. плотности электронов проводимости
на цепочке. Связь вектора Q с плотностью электронов проводимости
на цепочках выявляет электронную природу П. п.
Рис. 2. Поверхность Ферми в квазиодномерном
металле; пунктир показывает поверхность Ферми без учёта движения электронов
между цепочками; переход на вектор Q смещает правую и левую части
поверхности Ферми. Ось х направлена вдоль цепочек.
Для пайерлсовского диэлектрика характерны
нелинейные эффекты в зависимости электрич. тока f от приложенного
электрич. поля. Для трихалькогенидов переходных металлов эти эффекты проявляются
в полях Е
Ес, где Ес - пороговое поле, мин. значение
к-рого ~ 0,01 - 1 В/см. Вблизи Ес с ростом Е величина
dE/dI падает и появляется периодически осциллирующая во времени компонента
электрич. тока. Интерпретация этого эффекта основана на концепции фрелихов-ской
коллективной моды, специфической для состояния с волной зарядовой плотности.
Литература по переходу Пайерлса
Пайерлс Р., Квантовая теория твердых тел, пер. с англ., М., 1956, гл. 5, § 3;
Булаевский Л. Н., Структурный (пайерлсовский) переход в квазиодномерных кристаллах, "УФН", 1975, т. 115, с. 263;
Jerome D., Schulz H. J., Organic conductors and superconductors, "Adv. Phys.", 1982, v. 31, p. 299;
Sсhegо1ev I. F., Electrical and magnetic properties of linear conducting chains, "Phys. Stat. Solidi", 1972, v. 12, p. 9.
Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца... Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
kF
(kF - фермнеи-ский импульс). Эти точки совмещаются друг
с другом при переносе на величину 2kF. Поэтому смещения
ионов с одномерным волновым вектором 2kF (пайерлсовские
смещения) создают диэлектрич. щель на поверхности Ферми (в точках
kF),
к-рая приводит к понижению энергий электронов вблизи щели и к понижению
полной энергии электронной системы (рис. 1). Это понижение и является причиной
П. п.
kF.
Эти участки совмещаются при параллельном переносе на трёхмерный вектор
Q, компонента к-рого вдоль цепочек равна 2kF (рис. 2),
Наиб. часто волны зарядовой плотности соседних цепочек находятся в противофазе.
Однако компонента вектора О вдоль цепочек всегда близка к 2kF,
причём величина 2kF пропорц. плотности электронов проводимости
на цепочке. Связь вектора Q с плотностью электронов проводимости
на цепочках выявляет электронную природу П. п.
Ес, где Ес - пороговое поле, мин. значение
к-рого ~ 0,01 - 1 В/см. Вблизи Ес с ростом Е величина
dE/dI падает и появляется периодически осциллирующая во времени компонента
электрич. тока. Интерпретация этого эффекта основана на концепции фрелихов-ской
коллективной моды, специфической для состояния с 
