о внимание следующие два фактора. Первый — это описанная в главе 3 неупорядоченность трехмерного атомного распределения, второй — это неупорядоченность межэлектронных и межатомных взаимодействий, которая сводится к непостоянству направлений межатомных связей и межатомных расстояний. Первый фактор часто определяют как топологический (геометрический) беспорядок, а второй —как количественный беспорядок (quantitative disorder) .г.)/г„

П.,

(6.1)

[I'

Авторы работы [1] поставили ряд машинных экспериментов, в которых использовалась модель аморфной структуры из 500 атомов, построенная методом молекулярной динамики с использованием парного потенциала Леннарда — Джонса. В этих экспериментах была определена ПС электронов при реализации неупорядоченности обоих вышеуказанных типов. При изучении влияния количественного беспорядка элементы #у матрицы перехода определялись в приближении простой показательной функции

, гц< 1,3а

где а—атомный диаметр. Плотность состояний (ПС) связана с

параметром «..При выделении эффектов только топологического»

беспорядка матричные элементы Нц при- ^

нимаются равными константе, а а = 0.

На рис. 6.1, о показана функция ПС s-электронов в бесконечном г.ц.к. кристалле, не содержащем никаких дефектов f3], а на рис. 6.1, б — функция ПС s-электронов в модели г.ц.к. кристалла из 480 атомов (4x5X6 элементарных ячеек). Такое ограничение числа атомов приводит к тому, что, хотя в модели структура та же и функция ПС схожа с функцией ПС для бесконечного кристалла, в области низких энергий во-втором случае появляются осцилляции, не характерные для бесконечного кристалла. При E/V=0 плотность состояний и в случае бесконечного, и в случае конечного кристалла практически одинакова, хотя положение краев энергетической зоны в последнем случае несколько смещается. На рис. 6.1, в приведена функция ПС s-электронов в модели аморфной структуры из 500 атомов, в которой принимается в расчет только топологический беспорядок (а = 0). Интересно, что вид функции ПС в этом случае близок к виду функции ПС, представленной на рис. 6Л,б. Это обстоятельство дает основание предполагать, что топологический беспорядок не оказывает заметного влияния на ПС.

Однако, если учитывать и количественный беспорядок (а=7,5 для рис. 6.1, г и а=15 для рис. 6.1, д), то появляются резкие изменения вида функции ПС. Так, при а=15 исчезают особые точки на функции ПС при E/V=0, характерные для кристаллической г. ц. к. структуры. По оценкам, сделанным в работе [4], для случая d-электронрв переходных металлов, когда

178

17»

а составляет 7,5, коэффициент деформации элементов матрицы перехода Нц, соответствующий изменениям межатомных расстояний в первой координационной сфере, становится равным 2,46.

Недавно Ямамото и Дояма i[5]' построили модель СПУ-структуры с релаксацией по потенциалу Пак —Дояма. Эта модель хорошо воспроизводит значения средней плотности напыленного аморфного железа ро и его парную функцию распределения g(r). Фудзивара '[6, 7], используя модель Ямамото — Дояма как модель топологического беспорядка, рассчитал функцию ПС З^-электронов аморфного железа. В результате расчета Фудзивара установил, что параметр, входящий в элементы Нц матрицы перехода и отражающий количественный беспорядок, может принимать те же значения, что и для (кристаллического состояния. Основываясь на модели Ямамото — Дояма, Фудзивара также рассчитал функцию ПС для структуры жидкого железа.

В' кристаллической решетке локальные атомные конфигурации ближнего порядка, состоящие из элементарных ячеек, одинаковы во всем кристалле. Локальные атомные конфигурации в аморфных структурах, напротив, могут заметно различаться. Следовательно, функция ПС аморфных металлов должна представлять собой усредненную функцию локальных плотностей состояния (ЛПС), соответствующих локальным атомным конфигурациям. Фудзивара установил, что если в модели аморфной структуры, составленной приблизительно из 100 атомов, произвольно выбрать область, содержащую около 20 атомов, и расчетным путем получить ЛПС электронов в этой области, то она воспроизведет полную функцию Т1С, рассчитанную для модели целиком.

На рис. 6.2 и 6.3 приведены рассчитанные Фудзиварой ЛПС Зй-электронов для аморфного и жидкого железа. Видны различия в ЛПС Зй-электронов, соответствующих различным атомным конфигурациям. Полные функции ПС, полученные усреднением ЛПС, представленных на рис. 6.2 и 6.3, даны на рис. 6.4 и 6.5. Здесь же

пс

лпс

приведены результаты расчета функции ПС для аморфных и жидких кобальта и никеля [7]. Функции ПС З^-электронов всех металлов в жидком состоянии, в отаичие от аморфного состояния, имеет лишь один максимум. На функции ПС Зй-электронов аморфных металлов отчетливо видны два пика.

6.2.2. Плотность состояний аморфных сплавов типа металл—металлоид

Первым аморфным сплавом, в котором методом рентгеновской фотоэмиссионной спектроскопии была определена функция ПС, был сплав Pd77,5Cu6Sii6,5 [8]. Авторы этой работы обнаружили, что ПС на уровне Ферми N(EF) этого аморфн