無序體系電子輸運中無序作用機理研究.pdf

1、無序材料是自然界存在最廣的一種材料,近年來,由于無序材料在實際應用中顯示出廣闊的應用前景,不具有周期結構的無序體系已成為凝聚態(tài)物理、材料科學一個重要的方向,特別是對其電子輸運特性的研究,已越來越為國內(nèi)外人們所重視.本文在Anderson無序模型的基礎上,進一步考慮非對角無序影響,建立了一維無序體系無序模型,并研究了無序體系的電子局域態(tài)性質及費米能級分布,結果表明,非對角無序項的引入使體系的電子局域化程度加強、費米能級降低;結合Mott的

2、電子變程跳躍電導理論和Miller、Abrahams隨機電阻模型,同時考慮外場、格點原子熱運動對電子跳躍的影響,建立了一維無序體系電子跳躍輸運的直流、交流電導模型,并推導了一維無序體系的直流、交流電導公式;通過大量的數(shù)值計算,系統(tǒng)地分析了無序體系的直流、交流電導特性,并從無序的不同模式出發(fā),在分析溫度、外場對電子輸運影響的同時,著重分析了無序在體系電子輸運中的本質作用.結果表明,在對角無序情況下,體系的直流、交流電導率隨無序度的增加而減

3、小,而在非對角無序情況下,電導率隨無序度的增加而先增加后減小,有一個極大值存在,同時其電導率小于對角無序的情況,完全無序情況卜,體系的電導率隨無序度的變化關系與非對角無序情況下極相似,說明非對角無序對體系電導的影響較對角無序情況下的影響更大,此外,完全無序情況下的電導率大于非對角無序情況而小于對角無序情況,這也正是由于在弱無序區(qū),非對角無序與對角無序對體系電導的影響存在競爭效應:一方面體系的電導率隨對角無序的增大而降低,另一方面,由于非

4、對角無序對體系電導的影響表現(xiàn)為隨無序度的增加而先增大后減小,同時由于非對角無序情況下體系的電導率小于對角無序情況下體系的電導率,所以完全無序情況下體系電導率大于非對角無序情況卜的電導率,而小于對角無序情況下的電導率.而溫度與外場對體系電導的影響表現(xiàn)為,隨溫度的升高,呈現(xiàn)出負微分電阻特性,體系的電導率先增大后減小,有一極大值存在,而極大值對應的溫度與無序形式有關,非對角無序情況下出現(xiàn)極大值對應的溫度較低,而對角無序情況下,電導率極大值對應