Способ определения формы поверхности ферми в металле

.) 11 К 6 ) 1 и "3 06 1 ок гг; по делам иаойрете)пй и открвтий при Совете Лииистров СССРОпубликовао 11,Ъ 1. 1971. Еиоллетень Ле 19 У .1,К 543.422 (088.8) Лата оубл кодя опсая 7.1 Х. 1971.:),:) торизобретения А. В. Давыдов Заявитель СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОРМЫ ПОВЕРХНОСТИ ФЕРМИ В МЕТАЛЛЕ1)зоб)рстснис относится к физике твердо) о тела и предназначено, в частности, для исслс - доваш 1 я топологии поверхности Ферми В металлах,;.)кспсримснтальное исследование энергс гп - чсских или импульсных распределении электронов в веществе, например свободных элскгронов В вСтяллах, мсет существенное знач. нис для проверки теоретических моделей строения твердого тела. При этих исследованиях пользуются методом измерения ) ГЛОБ.)1 корреляции двух гаммаквантов, испускас) и при аннигиляции позитронов Б данном Всщ - стве. Измерение угловой корреляции ЯннигпЛЯЦПОННЫХ КваитОВ ПОЗВОЛЯЕТ ПОЛУЧИТЬ Рас. прсделенис электронов по проекции икиул а в некотором направлении.Аналоги На 5 информация может быть пол чена путем из чения энергетического р)спрсдслсни 5 11 нниГиляционных квантов. Один из спосооов иссаедовани 51 этОГО рСпрсдслс. ния состоит В измерении поперечного сс)сни) резонапснОГО расссяни 51 Янн 11 пл 51 ционп)х квантов ядрами,11 редложснныи с 1 ОСОО исслсдОВЯИИ 51 О 1- логи поверхности Ферми в металлах основан н; ядерном резонансном рассеянии аппп)ил. - ционных кьантов. Если аннигиляция позитронов происходит В монокристаллическом ооразцс металла, то при нссфсричсской форм л:)с",.:1,)сг: Ферм 1 р 1 СГ 1 редслеп 1 е .".1;)оодиых электрон)Б по проскции пх импульс Иск)- тором направлениидолжно зависеть от положсии 51 кристаллОГР 2 фи 1 еских Оссй к 1) истал, а и) ОгпопСнНо к этому направлению.Е)я фиг. 1 Изобр)жена поверхность Ферми ь)1 п,льсно) Простр 2 нствс 1 ля )1 стд;лпчсскОЛ .1 сд. ЕСГ 1 1 Бр 1 щдть кр истал;1 Вокрс Г О и 110наблюдать резонансное рассеяние 1 О гакма)-л) чей, испускаемых В направлении 2,то кристалл периодически будет занимать такое положение. когда увеличивается число электронов, имеющих проекцшо импульса на ос ь -, соответствующую энерпп Яннигиляц)- 1-, опного кванта, требуемой для его резонансюго поглощения. )то будет в тех случаях, и)Гдд остуи и; поверхности Ферми займуг такое положение в пространстве, при котором иГл.си элок Тронов, соотвстств О 1 цис этим ксгс)1, исОт треб)с)1 со дл 51 резонансного )Оглощсня кванта проекцию на ось г.111 фкг. 2 и 3 показан 1 два положения посрхности Фсрм, соответствующие дв) м различным ориентациям поверхности Ферми, на-, пр)мер, для кристалла меди. В обоих положениях 1)ст), проекцию импульса на ось г в Рс с " ия 17 2 ). 1) в - эсск гроны, Вектор; импульсов которых оканчивяогс 5 ) трп слоя, оказанного штриховко.5 з Объем этого слоя оказывается оольше (см.фп. ) (С ЛГО;1 Р 5 3 ЫСТУПУ ПЯ ПОБСРХИОСТ 1 ФЕРМИ. (.ГрЕЛКЯМИ с И Б ПОКаЗЯНО НапраЛ" нис вр;1 пения кристалла вокруг оси 10.ели измерять количество резонансно рас- ССИ 3 ЯС 1 К КБс 13 ТО 3 . О) 13 ЗЯБИСИМОСТИ О Г ула ниоротл (- угол межлу определенН 11: К)СЛ.ОГРс 1 ф 1 ССКИМ НЯРЛ 3 ЛСНСМ ООРЯЗП, ПСРПСЦИ(У 7 ЯРНЬМ ОСИ СГО ВРЯЦ - ИИЯ, И ПЛПРЯЗЛЕНИСМ ИСПУСК 1 И 51 ЯННИПЛЯЦ - 013 Н 1 К СЯ ИОВ) КРИСТЯ;1 Ля, ТО ПОСЛС 131 С;СИ( ПОП РЯБК И 1 ПОЛ 01 ЦСИИС К 13 с 1 НТОБ 13 ИСТОИИ КС ПОЛс 1 НТ КЛРИНМ Кс 1 С 01 СИНО ПОДООНУ 0 30- Р 1 ЖСИПОИ И;1 фн. 4. ВС 7 ИИН 1 И фОРМ 3 М;1 К- с 31 уз 013 ил э ОЙ кр и 30 Й ЛОГжн пол нОстьО С 00 ГВСС 0 с 1 Ь фоРС ПЫСТ ПОВ НЛ ПОВСР .НО- с 1 и Фс";)и. Пр 03313(,51 ИО,ООП 1(. изм(.р(.ни ПРИ 3 РсЦСПИ 51. КРИСТс 1 Г 1 ЛЛ 1301 СР Г П(СКОЛЬКИ р с 13,7 ИИ(Я. На п р 3 3 Г 1(ПИ й, 10 К НО ИОЛИ Г. прслс 773 ление о токлягни ИОсркиоси Фс - МИ,Г 15,ЛИНОО )С 7 с 1 ЛГЯ.В (. Л )(.С , 3Г1 с Т) И 51 Г 1. С1 Г3 03 с лрмгими металлами) источникм иозитроно МОЖСГ 513,5 ГЬС 51 ИССЛС. Си ООРЯ;3 СЦ, СОЛ(ч)- Ж 31;)(1 К 1:3 С 5,(Р 3(, 5 3)3 ПИ ССГВ 31 Я .РУГИ073,7 1(3 3 1,1 Сиз Л 303:3 спл 3 нт;я :сш;пс .1, Гоч :1 1 и,зи ГроПО 3, К ГрЫЕ (30, СнрМЕ)Т 133 М 130 СО)3 . Цс,) 113( М ЛП ИТК Г:1:13П РС.г Я С 1 Я СиС 0( Ои РС. (Сч(13 П 5 О Р )ИОср.1( Ги Фср)и Оспсстляют с 10)И 1 нГс 03, ПКЛ.с 1 (.( 3 иС КИ(иг. .Вп( Ги с 3 ий ил; 30фр;11030(; и :ы ( )(цс и и(сгс.) ( м,й моокристялли 1- ский о(р 33 с; , 3 Грый можно поворачивать Вкр г сктрй Ос:1 О ли(0 3 ру пуиМОИВО И 0 СГРИЧССК 1 ГОНС)НИ 7 П(О С 1 ОМОНК ЭГ 1 С КГРОЛ 131 с 1 ТС; Я , ) с 111(СГ ,1 ОС"051 П П 1Псе 0) О(Оро ГО 3 3ии Т . В 0- РсЗЦС ПРОИС;ли ППИГИ,15 ПИ 5 ПОЗИРОПО 3 3 , ) С 3 Л1С (С1 - ) 1 СЛ ;1 Л ( ) 3 .0 Л 113( 5.СР, ЗЛ Р 3 ПСС В)С,СИПЫ.; О(РЛЗСЦ, Г 1 иО И(1- 1)ЯЛ 5 Ь.: Г 3 ПСИИ 1:, Ис 01 НИКО 3НС ПОК 1- ЗЛИ), 13 К 31Т 13 С КОГОРЫК ИС 3(.СО ИСИОГ 1 ЗУН)Т ППСПЯРЛ ГЫ, СОДСРЖЯСЦ 1 С .Я И ПО)1. ПСННЫС 13 П ТРЬ фОКУСИРУНиИЗ СОЛСНОП;03. . (1 11ГЛ 50С К3 ЛТ 1 1,) 0., 5 , 3 К1К О ". - ,ИЯОР -., ПОИЛ,ЛН) ИЛ Р;1(Се 3;1 СЛЬ,), ГЛ. 1 О Г у Т И О,Бр Г с Г С и 51 Л( р П О 3р С 3 О П 3 И С П О,р 3(С С 51 П Г Н .ЛС С (и П И,( 1 Зс ЕЛ ПЬ СИС Р И Р0 Т С 51 Д С 1 С КТО Р 0 Мс П РМ Е Р С И И П И Л Л:1.ПОНН 1 СЧСТ ИКОМ С СРИСТ 7 Л 7 ОМс,1ТС,ЛИС)0 ГСРМ 3 НГСВЫМ СТСК ГОРО 1 ОЛЬПОГО 00 Ь.С 1 с . И М ПЛ Ь С 3 ОТ .( Те К ГО Р с 3 П 3 Л31 Р У К) Т5О ЯЗ ПЛИТУЛС.ПРИ Рс 130 1 БРсСЦСНИ КРСТГЛ ИЗ СРЯЕГСЯ 31 СЛО 0 ГССТ 013 ЛСГГ(КОР 3, СООГБСТСТ 3 УЮЦЕСк(ЛИам с энергией 511 ка, цля фиксгроянПОП) ПОЛОЖСН 351 КРИСПЯЛЛЯ -- ИСГОЧПИКс Кс 33.10 ГОВ. ПРИ НСПРСР ЫБНОМ ВР ЯЦС П 1 КРИС 3 сГ 1.11;БИГ 3 ТСГС:( ИМПЛЬС ОТ Л(ГГСКТОРЛ ПРПОЛ 51 -СЯ 13 СООТ 3 СГСТ 10 СГЛ 013 М ИОЛОЖСПС: К)1- СТЯЛЛс 1 ПРИ ПОМ 01 ЦИ СИПЯЛЯ Нс 1 ПР 5 ЖСИ 1, 131)ЯОТЬПс 1(.МОГО СИКрОННО . Бр 1 ИСИИС .БП.1, 1 СЛЯПяпрИср, ЛИНСЙПО ПсряСТН)ИССПР 51 ЖЕИ И(. С фп КСРО 33 ИПЬЗ И О ГНОИ(.И РУГЛО 30 М У ПО;ОЖС.1 И 0 КРС 1 с 331 1 1 ЛП 1КОНСн 1) )10)СГГ 3 М И Э 10 Г НЯ Р 1 СТ 3 НИ 5 ), )ЛлРмнтс 5 эти 0 Г 1:л 01 по Я 31 пл 17) 1(,О ПО,яО ГС 5 ПЛ .1 ПГОКЛ ПсГИИ Л;1 ПГ 1 ГЛПЬ3 И сЛ И 3 с 1 ГОРИ .ЛО КЛ Н Я Л 13 КО ГРОО (ООТВС 7- СТ 3 С;ПО М ПОЛ ПО М УООР 01 У КР И СТ 3 ГГ,.,с 1 СП М 00 Р с 130 М. 3 К 1 К,О 1 Кя П с 1 ЛС (,;ПЛ.КЛ ПГ 1 Я ГЬ(5 И И Л 1 СЬ (003(гС Г 3 Н 1 ЧС 3 Рс";,СЛСППОМ(ГЛО 30 У ПОЛОЖ(.ПН ИССТЗС.(СЗ-0 КрисТс 1 Л.1 Л. ПОС,и ЭГИ .3;СрСНИ 51 ( рСЗ33 1 (.1.)(1() С (;( 1 1 1) 3 , ) с 1 С (( 1:3 3 1 С ,1 53 1,ОЯС 30 3:;Се 1. Э3)С КТ, 3513 И 1 .( Л5 Де)НЫЗ РСЗОПис 111 Рс(0005 ИИС)П ПИОП 1 КЛи 03,р(,)с и:р(с, Фсрми 3 3 с Гяг,с пс Гсм Бс,(.иия пзитроп Б (ИОКр Ис ГЛ. 1 ЧСКИИ 0)с 3(.И ИС(,СЦС (М Сс Г Г ЛСИ С"р Л И Ис И 3 1:151ИП П Ь С К Б Я 11Б,С П ,7 Я 3 П И () С ЛЛ сС СЛ СС 5 Н5,р Л(И,) С С С ИЯ ГС 13, 0 с,ЛОп 1 1рИС О (СИЗСИ. ПО ЭПС,)ГПИ К 011 О(, от,и(1 Сс 7( ТС ", 1 О, С (.ЛЬ 1 313 и(.И 51 Ис 1.С.ЖП. Г р,.