квазидвумерные соединения

КВАЗИДВУМЕРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ - кристаллы со слоистым типом кристаллич. упаковки и соответственно сильной анизотропией движения электронов. Внутри плоскости слоев движения электронов часто близко к изотропному и в электронной зонной картине отвечает движению по широкой зоне проводимости, а в направлении, перпендикулярном слоям, ширина зоны оказывается намного меньше. Для описания такого движения электронов обычно используется модель эффективной массы внутри слоев и приближение сильной связи для движения электронов между слоями (см. Зонная теория, Блоховские электроны). Энергия электрона E в зависимости от квазиимпульса р имеет тогда вид E(р_||, , где р_|| - импульс вдоль слоев, р_^ - импульс поперёк слоев, d - расстояние между слоями, - эфф. масса в плоскости слоя, d - полуширина зоны проводимости для движения между слоями. Сильная анизотропия такого типа реализуется, напр., в слоистых кристаллах дихалькогенидов переходных металлов типа TaS₂ (металлич. проводимость) или MoS₂ (полупроводник), а также в их интеркалированных соединениях I или интеркалированных соединениях графита. В дихалькогенидах переходных металлов слой металла с двух сторон окружён слоями халькогенов и связь этих трёх слоев в сэндвиче является сильной (ковалентной). Сэндвичи упакованы в кристалле также слоями, причём взаимодействие сэндвичей близко к ван-дер-ваальсовскому. В интеркалированных соединениях металлич. слои раздвинуты ещё больше непроводящими слоями молекул или групп атомов, введённых в пространство между сэндвичами. К К. с. относятся также органич. проводники, где плоские органич. молекулы упакованы в цепочки, к-рые, располагаясь параллельно друг другу, образуют проводящие слои, разделённые непроводящими слоями др. молекул, напр. в BEDT--TTF₂I₃ проводящие слои плоских молекул BEDT-TTF разделены слоями из атомов I [2]. Анизотропия проводимости s_||/s_^ достигает 50 в слоистых соединениях типа TaS₂ и 10⁵ в интеркалированном соединении TaS₂ с пиридином. По мере уменьшения d движение электронов приближается к двумерному, а ниже нек-рого порогового значения E₀ для о система начинает вести себя как двумерная. Пороговое значение E₀ совпадает с характерной энергией эффекта. Напр., если рассматривается Ванъе - Momma экситон в слоистом полупроводнике, то E₀ - анергия связи экситона. При dдE₀ мы имеем дело с трёхмерным анизотропным экситоном. Его уровни энергии определяются ридберговской серией, а волновая ф-ция анизотропна в меру анизотропии и . При dЪE₀ экситон локализован в слое и его спектр определяется решением кулоновской задачи для двумерного движения электрона и дырки. В случае сверхпроводимости энергия E₀ по порядку величины есть темп-pa сверхпроводящего перехода T_кр, и при dдT_кр мы имеем дело с обычными анизотропными сверхпроводниками, а при dЪT_кр реализуется джозефсояовское взаимодействие слоев со всеми свойствами, характерными для джозефсоновских переходов во внеш. полях [1]. Системы с dЪE₀ наз. квазидвумерными (в узком смысле) по отношению к рассматриваемому эффекту. Т. о., система может быть обычной анизотропной для одного явления и квазидвумерной для др. эффекта [2]. Лит.: 1) Булаевский Л. Н., Сверхпроводимость и электронные свойства слоистых соединений, "УФН", 1975, т. 116, с. 449; 2) Ягубский Э. Б. и др., Сверхпроводящие свойства ромбической фазы триодида бис-(этилендитиоло) тетратиофульвалена, "Письма в ЖЭТФ", 1984, т. 39, с. 275. Л. Н. Булаевский.

   <<      Предметный указатель      >>