無序體系電子輸運(yùn)中無序作用機(jī)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(shí)際應(yīng)用中顯示出廣闊的應(yīng)用前景,不具有周期結(jié)構(gòu)的無序體系已成為凝聚態(tài)物理、材料科學(xué)一個(gè)重要的方向,特別是對其電子輸運(yùn)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(chǔ)上,進(jìn)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(zhì)及費(fèi)米能級(jí)分布,結(jié)果表明,非對角無序項(xiàng)的引入使體系的電子局域化程度加強(qiáng)、費(fèi)米能級(jí)降低;結(jié)合Mott的

2、電子變程跳躍電導(dǎo)理論和Miller、Abrahams隨機(jī)電阻模型,同時(shí)考慮外場、格點(diǎn)原子熱運(yùn)動(dòng)對電子跳躍的影響,建立了一維無序體系電子跳躍輸運(yùn)的直流、交流電導(dǎo)模型,并推導(dǎo)了一維無序體系的直流、交流電導(dǎo)公式;通過大量的數(shù)值計(jì)算,系統(tǒng)地分析了無序體系的直流、交流電導(dǎo)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(yùn)影響的同時(shí),著重分析了無序在體系電子輸運(yùn)中的本質(zhì)作用.結(jié)果表明,在對角無序情況下,體系的直流、交流電導(dǎo)率隨無序度的增加而減

3、小,而在非對角無序情況下,電導(dǎo)率隨無序度的增加而先增加后減小,有一個(gè)極大值存在,同時(shí)其電導(dǎo)率小于對角無序的情況,完全無序情況卜,體系的電導(dǎo)率隨無序度的變化關(guān)系與非對角無序情況下極相似,說明非對角無序?qū)w系電導(dǎo)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(dǎo)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?qū)w系電導(dǎo)的影響存在競爭效應(yīng):一方面體系的電導(dǎo)率隨對角無序的增大而降低,另一方面,由于非

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