Анотація до роботи:

Великодний О.М. Проявлення електронних топологічних переходів в нормальних і надпровідних властивостях сплавів Mo-Re, Mo-Re-Nb. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.13 - фізика металів. – Національний науковий центр “Харківський фізико-технічний інститут”, Харків, 2003.

Дисертація присвячена встановленню зв'язку особливостей електронного спектру молібдену з аномаліями надпровідних і кінетичних властивостей подвійних сплавів Mo_1–х-Re_х та потрійних сплавів Mo_1–x–у-Re_x-Nb_y, а також вивченню впливу домішок і температури на величину аномалій. Вперше, в рамках однієї роботи проведені комплексні дослідження кінетичних і надпровідних властивостей сплавів перехідних металів Mo-Re, Mo-Re-Nb при електронних топологічних переходах (ЕТП). Експериментально виявлені асиметричні максимуми похідної та термоерс , а також позитивний знак аномальної складової термоерс , які вказують на зміну топології поверхні Фермі молібдену: народження нової електронної групи в системі Mo-Re та її знищення під дією домішки Nb в системі Mo-Re-Nb. Проведено кількісне порівняння експериментальних результатів з теоретичними виразами та визначено числові значення параметрів, які характеризують ЕТП. Показано, що суттєве зростання температури надпровідного переходу молібдену під впливом домішок ренію в значній мірі зумовлене топологічною добавкою до щільності станів. Досліджено вплив процесів розсіювання носіїв на величину максимумів похідної і термоерс . Показана можливість оцінки параметра затухання квазічастинок в сплавах по зміні характеру температурної залежності амплітуди максимуму термоерс. Результати проведених досліджень показали, що наявність ЕТП є визначальним для цілого ряду нормальних і надпровідних властивостей сплавів Mo_1–х-Re_х, Mo_1–x–у-Re_x-Nb_y.

В дисертації викладені результати екпериментальних досліджень надпровідних та кінетичних властивостей сплавів на основі молібдену, які кількісно порівнюються з теорією. Це дозволило вирішити важливу наукову задачу встановлення зв’язку аномальної поведінки термоерс і температури надпровідного переходу з особливостями електронного спектру молібдену.

1. Вперше проведені комплексні експериментальні дослідження залежності термоерс, температури надпровідного переходу та її похідної по тиску від складу сплавів Mo-Re, Mo-Re-Nb. Одержані результати дозволяють зробити висновок про те, що аномалії термоерс, температури надпровідного переходу та її похідної по тиску мають електронну природу і пов’язані з електронними топологічними переходами в досліджуваних сплавах.

2. Проведено кількісне порівняння експериментальних результатів з теорією. Визначені параметри, що характеризують топологічні зміни поверхні Фермі молібдену: енергетичний зазор від рівня Фермі до найближчої критичної точки в електронному спектрі молібдену становить 0,01еВ; критична електронна концентрація –6.1 ел/атом. Ці дані можуть використовуватись для пояснення і прогнозування електронних властивостей молібдену та його сплавів.

3. Проведений теоретичний аналіз одержаних експериментальних результатів показав, що в подвійних сплавах Mo-Re відбувається зародження нової малої електронної групи, а в потрійних сплавах Mo-Re-Nb відбувається її знищення. Цим же типам топологічних переходів відповідають асиметрія максимумів похідної і знак топологічної складової термоерс . Показана відповідність електронних топологічних переходів сучасним уявленням про зонну структуру молібдену.

4. В результаті кількісного порівняння експериментальних результатів з теорією розділено вклади монотонної і топологічної складових в температуру надпровідного переходу , її похідну , термоерс та щільність станів . Показано, що зміна молібдену під дією домішок визначається в значній мірі топологічною добавкою до щільності станів.

5. Експериментально показано, що процеси домішкового розсіювання носіїв однаковим чином впливають на величину максимумів термоерс і похідної температури надпровідного переходу по тиску в досліджуваних сплавах. Вперше експериментально визначено значення параметра затухання, який характеризує час релаксації носіїв, а також розмиття поверхні Фермі: 30К для критичної концентрації в сплавах Mo-Re, і 42К для критичної концентрації в потрійних сплавах Mo-Re-Nb. Це показує, що розмиття поверхні Фермі в концентрованих твердих розчинах відносно невелике і дозволяє впевнено спостерігати аномалії кінетичних та надпровідних характеристик при електронних топологічнихх переходах.

Таким чином, дослідження термоерс та похідної температури надпровідного переходу по тиску являються ефективними методами вивчення особливостей електронного спектру концентрованих твердих розчинів, коли неможливе використання прямих методів дослідження топології поверхні Фермі, таких як: ефект де Гааза – ван Альфена, Шубникова – де Гааза та інших.

Отримані автором результати можуть використовуватись як для пояснень, так і для прогнозування електронних властивостей молібдену та його сплавів.

Публікації автора:

1. Великодный А.Н., Заварицкий Н.В., Игнатьева Т.А., Юргенс А.А. Термоэдс и электронный топологический переход в системе Mo_1-x-Re_x // Письма в ЖЭТФ.- 1986.- Т.43, вып.12.- С. 597-599.

2. Игнатьева Т.А., Ганн В. В., Великодный А.Н. Исследование электронно-топологического перехода в сверхпроводящих сплавах Mo-Re, Mo-Re-Nb // Физика низких температур. - 1994. - Т.20, № 11. - С. 1133-1141.

3. Игнатьева Т.А., Великодный А.Н. Электронно-топологические переходы в системах Mo-Re, Mo-Re-Nb // Физика и техника высоких давлений. - 1994. - №2. - С. 10-14.

4. Игнатьева Т.А., Великодный А.Н. Особенности термоэдс сплавов Mo-Re, Mo-Re-Nb и электронно-топологический переход в этих системах // Физика низких температур. -2002. - Т.28, №6. - С. 569- 579.

5. Великодный А.Н., Игнатьева Т.А. Электро- и теплопроводность сплавов Mo_1-x-Re_x при низких температурах // Вісник Харківського університету. Серія фізична: «Ядра, частинки, поля». - 2002. - вип.1(17), №548. - С. 89-92.

6. Великодный А.Н., Игнатьева Т.А. Электро- и теплосопротивление молибдена при низких температурах // ВАНТ. Серия: «Вакуум, чистые материалы, сверхпроводники». - 2002. - вып.1(12), №1. - С.47-49.

7. Игнатьева Т.А., Великодный А.Н., Еленский В.А. Об электронной природе изменения Т_к в системах Mo-Re, Mo-Re-Nb. // Тезисы докладов 24 Всесоюзного совещания по физике низких температур «Сверхпроводимость». - Тбилиси. - 1986 .- С.136-137.

8. Великодный А.Н., Заварицкий Н.В., Игнатьева Т.А., Юргенс А.А. Термоэдс и электронный топологический переход в системе Mo_1-x-Re_x. //Труды 24 Всесоюзного совещания по физике низких температур «Электронные явления при низких температурах». - Тбилиси. - 1986. - С. 166 - 167.

9. Ганн В.В., Игнатьева Т.А., , Великодный А.Н. Особенности электронного спектра Mo-Re, Mo-Re-Nb и определение их количественных характеристик по сверхпроводящим свойствам. // Тезисы докладов 25 Всесоюзного совещания по физике низких температур «Сверхпроводимость». - Ленинград. - 1988. - С. 64-65.

10. Ignat’eva T., Velikodny A. Electron spectrum singularities in superconduction characteristics of unordered systems under pressure // Proc. International Conf. «High pressure science and technology» (XI th AIRAPT). - Vol.3. - Kiev: Naukova dumka. - 1989. - P. 187-189.

11. Игнатьева Т.А., Ганн В.В., Великодный А.Н. Электронно-топологический переход в системах Mo-Re, Mo-Re-Nb и его влияние на зависимость Т_к(с). // Труды 30 совещания по физике низких температур «Сверхпроводимость». - Дубна. - 1994. - С. 127 - 128.

12. Великодный А.Н., Игнатьева Т.А. Кинетические характеристики сплавов Mo_1-х-Re_х при температурах Т<10К // Труды 8 Международного симпозиума «Высокочистые металлические и полупроводниковые материалы». - Харьков. - 2002. - С. 199 - 202.