Коэффициент Вильсона

Коэффициент Вильсона металла представляет собой безразмерное отношение при нулевой температуре магнитной восприимчивости к коэффициенту линейного температурного члена электронной удельной теплоемкости . Относительное значение коэффициента Вильсона по сравнению с коэффициентом Вильсона для невзаимодействующего ферми-газа может дать представление о типах присутствующих взаимодействий.

Приложения

Теория ферми-жидкости

Коэффициент Вильсона можно использовать для характеристики сильно коррелированных ферми-жидкостей. ^[1] Теория ферми-жидкости объясняет поведение металлов при очень низких температурах. Двумя важными особенностями металла, которые подчиняются этой теории, являются:

При температурах значительно ниже температуры Ферми удельная теплоемкость пропорциональна температуре.
Магнитная восприимчивость не зависит от температуры

Однако обе эти величины пропорциональны плотности электронных состояний при энергии Ферми. Их отношение представляет собой безразмерную величину, называемую коэффициентом Вильсона (или коэффициентом Зоммерфельда-Вильсона), ^[2] определяется как:

R_{\mathrm {w} }={\frac {4}{3}}\pi ^{2}k_{B}^{2}T\chi _{\mathrm {P} }/\mu _{0}(g\mu _{B})^{2}C_{\mathrm {elec} }

После подстановки значений χ _P (восприимчивость Паули) и C _elec (электронный вклад в теплоемкость), полученных с помощью теории Зоммерфельда, полученное значение R _w в случае газа свободных электронов равно 1.

В случае реальных ферми-жидких металлов отношение может существенно отличаться от 1. Разница возникает из-за электрон-электронных взаимодействий внутри системы. Они имеют тенденцию изменять эффективную электронную массу , что влияет как на удельную теплоемкость , так и на магнитную восприимчивость. Задается ли это увеличение обоих одним и тем же мультипликативным коэффициентом, показывает коэффициент Вильсона. В ряде случаев электрон-электронные взаимодействия приводят к дополнительному увеличению восприимчивости.

Верно и обратное, т. е. отклонение экспериментального значения R _w от 1 может указывать на сильные электронные корреляции. ^[3] Очень высокие коэффициенты Вильсона (более 2) указывают на близость к ферромагнетизму.

См. также

Ссылки

^ Сжатые концепции (Blogspot) Да здравствует теория ферми-жидкости! Получено в марте 2015 г.
^ Сжатые понятия (Blogspot). Отношение Вильсона для сильно коррелированных электронов. Получено в марте 2015 г.
^ Основы физики твердого тела - Том 2, Йенё Шойом

Эта физике конденсированного состояния, статья, посвященная незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[1] Сжатые концепции (Blogspot) Да здравствует теория ферми-жидкости! Получено в марте 2015 г.

[2] Сжатые понятия (Blogspot). Отношение Вильсона для сильно коррелированных электронов. Получено в марте 2015 г.

[3] Основы физики твердого тела - Том 2, Йенё Шойом

[1]

[2]

[3]