Анненков Ю.М., Ивашутенко А.С. Перспективные материалы и технологии в электроизоляционной и кабельной технике
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72
ɧɢɬɧɨɟ ɩɨɥɟ, ɪɚɜɧɨɟ ɩɨ ɜɟɥɢɱɢɧɟ ɢ ɨɛɪɚɬɧɨɟ ɩɨ ɡɧɚɤɭ ɜɧɟɲɧɟɦɭ ɩɨɥɸ.
ɉɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɤɨɦɩɟɧɫɚɰɢɹ ɩɨɥɟɣ ɢ ȼ = Ɉ.
Ɍɟɩɥɨɟɦɤɨɫɬɶ ɫɜɟɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜ
Ɍɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɚɹ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɶ ɬɟɩɥɨɟɦɤɨɫɬɢ ɦɟɬɚɥɥɚ ɜ ɧɟɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨ-
ɞɹɳɟɦ ɫɨɫɬɨɹɧɢɢ ɩɪɢ ɧɢɡɤɢɯ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɚɯ ɨɩɢɫɵɜɚɟɬɫɹ ɮɨɪɦɭɥɨɣ:
3
ɋ= ɄɌ+ɄɌ
Ɏɗ
.
(1.27)
ɉɟɪɜɚɹ ɫɨɫɬɚɜɥɹɸɳɚɹ ɫɨɨɬɧɨɲɟɧɢɹ (3.2) ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɡɭɟɬ ɮɨɧɨɧɧɭɸ
ɬɟɩɥɨɟɦɤɨɫɬɶ (Ɏɋ), ɤɨɬɨɪɚɹ ɢɡɦɟɧɹɟɬɫɹ ɨɬ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ ɩɨ ɤɭɛɢɱɟɫɤɨɦɭ
ɡɚɤɨɧɭ. ȼɬɨɪɚɹ ɠɟ ɫɨɫɬɚɜɥɹɸɳɚɹ ɫ ɪɨɫɬɨɦ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ ɭɜɟɥɢɱɢɜɚɟɬɫɹ
ɥɢɧɟɣɧɨ ɢ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɨɣ ɬɟɩɥɨɟɦɤɨɫɬɶɸ (ɗɋ).
ɉɪɢ
10
D
Ɍ
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ɞɨɦɢɧɢɪɭɟɬ ɗɋ. Ɂɞɟɫɶ 4
D
ɟɫɬɶ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɚ
Ⱦɟɛɚɹ ɞɥɹ ɞɚɧɧɨɝɨ ɤɪɢɫɬɚɥɥɚ. ɇɚ ɪɢɫ. 1.34. ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɟɧɚ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɚɹ
ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɶ ɬɟɩɥɨɟɦɤɨɫɬɢ ɞɥɹ ɦɟɬɚɥɥɨɜ ɜ ɪɚɡɥɢɱɧɵɯ ɫɨɫɬɨɹɧɢɹɯ.
Ɍɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɵɣ ɯɨɞ ɬɟɩɥɨɟɦɤɨɫɬɢ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɩɪɢ Ɍ < Ɍ
ɋ
ɨɩɢɫɵɜɚɟɬɫɹ ɮɨɪɦɭɥɨɣ:
kT
eaɋ
'
|
(1.28)
ɂɡ ɪɢɫ. 1.34. ɫɥɟɞɭɟɬ ɜɚɠɧɵɣ ɜɵɜɨɞ – ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɚɹ ɬɟɩɥɨɟɦɤɨɫɬɶ
ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ – ɚɤɬɢɜɚɰɢɨɧɧɚ. Ɍɚɤɚɹ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɶ ɢɦɟɟɬ ɦɟɫɬɨ, ɟɫɥɢ
ɜɛɥɢɡɢ ɭɪɨɜɧɹ Ɏɟɪɦɢ ɫɭɳɟɫɬɜɭɟɬ ɡɚɩɪɟɳɟɧɧɚɹ ɳɟɥɶ ɲɢɪɢɧɨɣ 2ǻ (ɫɦ.
ɮɨɪɦɭɥɭ (1.28)).
Ɋɢɫ. 1.34.Ɍɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɵɣ ɯɨɞ ɬɟɩɥɨɟɦɤɨɫɬɢ ɦɟɬɚɥɥɚ
ɜ ɪɚɡɧɵɯ ɫɨɫɬɨɹɧɢɹɯ
1 – ɧɟɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɢɣ ɦɟɬɚɥɥ; 2 – ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɢɣ ɦɟɬɚɥɥ
73
4
2810ɷȼ kT
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Ɋɢɫ. 1.35. ɗɧɟɪɝɟɬɢɤɚ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɵɯ ɫɨɫɬɨɹɧɢɣ ɜ ɦɟɬɚɥɥɚɯ
Ɉɩɪɟɞɟɥɟɧɢɟ ɲɢɪɢɧɵ ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɨɣ ɳɟɥɢ ɜ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɟ
ɒɢɪɢɧɭ ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɨɣ ɳɟɥɢ ɜ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɟ ɦɨɠɧɨ ɨɰɟɧɢɬɶ,
ɢɡɦɟɪɹɹ ɫɩɟɤɬɪ ɩɨɝɥɨɳɟɧɢɹ ɢɧɮɪɚɤɪɚɫɧɵɯ ɜɨɥɧ. ɉɨɝɥɨɳɟɧɢɟ ɫɜɟɪɯ-
ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɦ ɷɥɟɤɬɪɨɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɢɡɥɭɱɟɧɢɹ ɜ ɱɚɫɬɨɬɧɨɦ ɞɢɚɩɚɡɨɧɟ
1–510
11
Ƚɰ, ɤɚɤ ɩɨɤɚɡɚɧɨ ɧɚ ɪɢɫ. 1.35, ɞɚɟɬ ɲɢɪɢɧɭ ɳɟɥɢ ɨɤɨɥɨ ɦɢɥɥɢ-
ɷɥɟɤɬɪɨɧɜɨɥɶɬɚ – 2ǻ = 810
–4
ɷȼ.
Ɋɢɫ. 1.36. ɋɩɟɤɬɪ ɩɨɝɥɨɳɟɧɢɹ ɢɧɮɪɚɤɪɚɫɧɨɝɨ ɢɡɥɭɱɟɧɢɹ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɦ
ɂɡ ɪɢɫ. 1.36. ɫɥɟɞɭɟɬ, ɱɬɨ ɦɚɤɫɢɦɚɥɶɧɚɹ ɫɤɨɪɨɫɬɶ ɭɜɟɥɢɱɟɧɢɹ ɩɨ-
ɝɥɨɳɟɧɢɹ ɢɦɟɟɬ ɦɟɫɬɨ ɩɪɢ ɱɚɫɬɨɬɚɯ ɨɤɨɥɨ 3–510
11
Ƚɰ. ɉɨɹɜɥɟɧɢɟ ɩɨ-
ɞɨɛɧɵɯ ɡɚɜɢɫɢɦɨɫɬɟɣ ɨɛɭɫɥɨɜɥɟɧɨ ɩɪɟɨɞɨɥɟɧɢɟɦ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚɦɢ ɡɚɩɪɟ-
ɳɟɧɧɨɣ ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɨɣ ɳɟɥɢ ɲɢɪɢɧɨɣ 2ǻ = 810
–4
ɷȼ.
Ɍɚɤɢɦ ɨɛɪɚɡɨɦ, ɢɡ ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɟɧɧɵɯ ɞɚɧɧɵɯ ɞɟɥɚɟɬɫɹ ɜɚɠɧɵɣ ɜɵ-
ɜɨɞ – ɜ ɦɟɬɚɥɥɢɱɟɫɤɢɯ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚɯ ɢɦɟɟɬ ɦɟɫɬɨ ɡɚɩɪɟɳɟɧɧɚɹ ɡɨɧɚ
ɲɢɪɢɧɨɣ ɨɤɨɥɨ ɦɢɥɥɢɷɥɟɤɬɪɨɧɜɨɥɶɬɚ.
Ʉɜɚɧɬɨɜɚɧɢɟ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɩɨɬɨɤɚ
Ɋɚɫɫɦɨɬɪɢɦ ɨɛɪɚɡɟɰ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɜ ɜɢɞɟ ɛɭɛɥɢɤɚ ɢ ɩɨɦɟɫɬɢɦ
ɟɝɨ ɜ ɦɚɝɧɢɬɧɨɟ ɩɨɥɟ.
Ɇɚɝɧɢɬɧɵɣ ɩɨɬɨɤ ɜ ɋɉ ɢ ɩɨɥɨɫɬɢ ɤɨɦɩɟɧɫɢɪɭɟɬɫɹ ɜɫɬɪɟɱɧɵɦ ɩɨ-
ɥɟɦ, ɢɧɞɭɰɢɪɨɜɚɧɧɵɦ ɧɟɡɚɬɭɯɚɸɳɢɦ ɬɨɤɨɦ ɧɚ ɜɧɟɲɧɟɣ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ
(J
1
). Ɍɨɤ ɧɚ ɜɧɭɬɪɟɧɧɟɣ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ (J
2
) cɨɡɞɚɟɬ ɩɨɬɨɤ Ɏ
2
. Ʌɨɧɞɨɧ
ɩɪɟɞɩɨɥɨɠɢɥ, ɱɬɨ ɡɚɯɜɚɱɟɧɧɵɣ ɦɚɝɧɢɬɧɵɣ ɩɨɬɨɤ Ɏ
2
ɜ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɟ
ɤɜɚɧɬɭɟɬɫɹ.
74
Ɋɢɫ. 1.37. ɂɥɥɸɫɬɪɚɰɢɹ ɷɮɮɟɤɬɚ ɤɜɚɧɬɨɜɚɧɢɹ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɩɨɬɨɤɚ
Ʉɜɚɧɬ ɦɚɝɧɢɬɧɨɝɨ ɩɨɬɨɤɚ
0
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h
Ɏ
e
ɜ ɩɪɟɞɩɨɥɨɠɟɧɢɢ, ɱɬɨ ɫɜɟɪɯ-
ɩɪɨɜɨɞɹɳɢɣ ɬɨɤ ɩɟɪɟɧɨɫɢɬɫɹ ɨɬɞɟɥɶɧɵɦ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɦ.
ɉɨɡɞɧɟɟ ɷɤɫɩɟɪɢɦɟɧɬɚɥɶɧɨ ɩɨɥɭɱɟɧɨ, ɱɬɨ
0
.
2
h
Ɏ
e
ɋɥɟɞɨɜɚɬɟɥɶɧɨ, ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɢɣ ɬɨɤ ɩɟɪɟɧɨɫɢɬɫɹ ɱɚɫɬɢɰɚɦɢ ɫ ɡɚ-
ɪɹɞɨɦ, ɪɚɜɧɵɦ ɭɞɜɨɟɧɧɨɦɭ ɡɚɪɹɞɭ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚ. Ɍɚɤɢɟ ɱɚɫɬɢɰɵ, ɫɨɫɬɨɹ-
ɳɢɟ ɢɡ ɞɜɭɯ ɫɜɹɡɚɧɧɵɯ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ, ɩɨɥɭɱɢɥɢ ɧɚɡɜɚɧɢɟ ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɢɯ
ɩɚɪ.
1.3.2. Ɍɟɨɪɢɹ Ȼɚɪɞɢɧɚ–Ʉɭɩɟɪɚ–ɒɪɢɮɮɟɪɚ
(ȻɄɒ – 1957 ɝ.)
ɗɤɫɩɟɪɢɦɟɧɬɚɥɶɧɵɟ ɢɫɫɥɟɞɨɜɚɧɢɹ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜ ɩɪɢɜɟɥɢ ɤ
ɜɵɜɨɞɚɦ, ɤɨɬɨɪɵɟ ɛɵɥɢ ɩɨɥɨɠɟɧɵ ɜ ɨɫɧɨɜɭ ɬɟɨɪɢɢ ȻɄɒ:
– ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɢɣ ɬɨɤ ɨɛɭɫɥɨɜɥɟɧ ɫɩɚɪɟɧɧɵɦɢ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚɦɢ–
ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɢɦɢ ɩɚɪɚɦɢ;
– ɜ ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɨɦ ɫɩɟɤɬɪɟ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɢɦɟɟɬɫɹ
ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɚɹ ɳɟɥɶ ɲɢɪɢɧɨɣ 2¨;
– ɜ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɢ ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɢɯ ɩɚɪ ɩɪɢɧɢɦɚɸɬ ɭɱɚɫɬɢɟ ɮɨɧɨɧɵ – ɤɨ-
ɥɟɛɚɧɢɹ ɚɬɨɦɨɜ ɤɪɢɫɬɚɥɥɢɱɟɫɤɨɣ ɪɟɲɟɬɤɢ.
Ɉɛɪɚɡɨɜɚɧɢɟ ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɢɯ ɩɚɪ
ɗɬɨ ɱɚɫɬɢɰɵ ɢɡ ɞɜɭɯ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ, ɫɜɹɡɚɧɧɵɯ ɫɢɥɚɦɢ ɷɥɟɤɬɪɨɧ–
ɮɨɧɨɧɧɨɝɨ ɨɛɦɟɧɧɨɝɨ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɹ
ɑɬɨ ɬɚɤɨɟ ɨɛɦɟɧɧɨɟ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɹ?
ȼ ɨɫɧɨɜɟ ɬɟɨɪɟɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɨɛɴ-
ɹɫɧɟɧɢɹ ɹɜɥɟɧɢɹ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ ɡɚɥɨɠɟɧɨ ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɟɧɢɟ ɨɛ ɨɛɪɚ-
ɡɨɜɚɧɢɢ ɷɥɟɤɬɪɨɧɧɵɯ ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɢɯ ɩɚɪ. ȼ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɟ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣ-
ɫɬɜɢɟ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɞɪɭɝ ɫ ɞɪɭɝɨɦ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɜ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɨɛɦɟɧɚ ɮɨɧɨ-
ɧɚɦɢ, ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɹɸɳɢɯ ɫɨɛɨɣ ɭɩɪɭɝɢɟ ɤɨɥɟɛɚɧɢɹ ɫ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɧɨɣ ɱɚɫɬɨ-
ɬɨɣ. Ⱦɥɹ ɬɨɝɨ, ɱɬɨɛɵ ɨɛɦɟɧɧɨɟ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɥɨ ɞɨɫɬɚɬɨɱɧɨ
ɢɧɬɟɧɫɢɜɧɨ ɢ ɨɛɟɫɩɟɱɢɜɚɥɨ ɩɪɢɬɹɠɟɧɢɟ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɩɪɢ ɧɢɡɤɢɯ
ɬɟɦɩɟ-
75
ɪɚɬɭɪɚɯ, ɧɟɨɛɯɨɞɢɦɨ, ɱɬɨɛɵ ɷɥɟɤɬɪɨɧɵ ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɢɯ ɩɚɪ ɢɦɟɥɢ ɨɞɢɧɚ-
ɤɨɜɵɟ ɢ ɩɪɨɬɢɜɨɩɨɥɨɠɧɵɟ ɫɩɢɧɵ ɢ ɢɦɩɭɥɶɫɵ.
ȼɨɡɧɢɤɧɨɜɟɧɢɟ ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɢɯ ɩɚɪ ɜ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɟ
Ʉɥɚɫɫɢɱɟɫɤɨɟ ɨɛɴɹɫɧɟɧɢɟ ɩɪɢɬɹɠɟɧɢɟɹ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɫ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɟɦ
ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɢɯ ɩɚɪ ɦɨɠɧɨ ɞɚɬɶ ɫ ɩɨɡɢɰɢɣ ɩɪɢɬɹɠɟɧɢɹ ɞɢɩɨɥɟɣ ɫɨɡɞɚɧɧɵɯ
ɩɪɢ ɚɜɬɨɥɨɤɚɥɢɡɚɰɢɢ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚ. ɋɜɨɛɨɞɧɵɣ ɷɥɟɤɬɪɨɧ ɜ ɤɪɢɫɬɚɥɥɟ ɩɨɥɹ-
ɪɢɡɭɟɬ ɪɟɲɟɬɤɭ, ɨɛɪɚɡɭɟɬɫɹ ɩɨɥɹɪɨɧ. ɋɦɟɳɟɧɧɵɟ ɩɨɥɨɠɢɬɟɥɶɧɵɟ ɢɨɧɵ
ɩɪɢɬɹɝɢɜɚɸɬ ɜɬɨɪɨɣ ɷɥɟɤɬɪɨɧ, ɜɨɡɧɢɤɚɟɬ ɫɥɚɛɨɟ ɩɪɢɬɹɠɟɧɢɟ ɦɟɠɞɭ
ɞɜɭɦɹ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚɦɢ, ɨɛɪɚɡɭɟɬɫɹ ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɚɹ ɩɚɪɚ.
ɋɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɶ
ɧɚɛɥɸɞɚɟɬɫɹ ɭ ɷɥɟɦɟɧɬɨɜ ɫ ɫɢɥɶɧɵɦ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɫ ɢɨ-
ɧɚɦɢ ɪɟɲɟɬɤɢ, ɬɨ ɟɫɬɶ ɫ ɛɨɥɶɲɢɦ ɫɨɩɪɨɬɢɜɥɟɧɢɟɦ
ɜ ɧɨɪɦɚɥɶɧɨɦ ɫɨ-
ɫɬɨɹɧɢɢ.
Ɋɢɫ. 1.38. Ʉɥɚɫɫɢɱɟɫɤɚɹ ɝɢɩɨɬɟɡɚ ɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɢɯ ɩɚɪ
ɜ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚɯ
Ⱦɟɣɫɬɜɢɬɟɥɶɧɨ, ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɶ ɧɟ ɧɚɛɥɸɞɚɟɬɫɹ ɭ ɯɨɪɨɲɢɯ
ɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜ: Ag, Au, Cu.
ɗɥɟɤɬɪɨɧɵ ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɨɣ ɩɚɪɵ ɨɛɥɚɞɚɸɬ ɪɚɜɧɵɦɢ ɢ ɩɪɨɬɢɜɨɩɨɥɨɠ-
ɧɵɦɢ ɢɦɩɭɥɶɫɚɦɢ ɢ ɫɩɢɧɚɦɢ. ɗɮɮɟɤɬɢɜɧɵɣ ɪɚɞɢɭɫ Ʉɉ ɫɨɫɬɚɜɥɹɟɬ
10
–5
–10
–4
ɫɦ. Ʉɉ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨ ɨɛɦɟɧɢɜɚɸɬɫɹ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚɦɢ ɢɫɱɟɡɚɸɬ ɢ ɩɨ-
ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɜɧɨɜɶ. ɉɪɢɬɹɠɟɧɢɟ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ ɜ Ʉɉ ɨɛɭɫɥɨɜɥɟɧɨ ɨɛɦɟɧɨɦ
ɮɨɧɨɧɚɦɢ.
ȼɜɟɞɟɦ ɨɛɨɡɧɚɱɟɧɢɹ: ȿ
1
(Ʉ
1
) – ɷɧɟɪɝɢɹ ɩɟɪɜɨɝɨ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚ Ʉɉ, ȿ
2
(Ʉ
2
)
– ɷɧɟɪɝɢɹ ɜɬɨɪɨɝɨ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚ Ʉɉ, Ʉ – ɜɨɥɧɨɜɨɣ ɜɟɤɬɨɪ.
ȿ h
ɎɎ
Z
. (1.29)
ɟ
_
ɟ
_
Ɏ
76
ɉɨɬɟɧɰɢɚɥ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɹ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ Ʉɉ ɱɟɪɟɡ ɨɛɦɟɧ ɮɨɧɨɧɚɦɢ ɜ
ɤɜɚɧɬɨɜɨɣ ɦɟɯɚɧɢɤɟ ɜɵɪɚɠɚɟɬɫɹ ɮɨɪɦɭɥɨɣ:
>@
22
2211
2
)()(
Ɏ
ɗɎ
ɗɎ
ȿKEKE
M
V
, (1.30)
ɝɞɟ Ɇ
ɷɮ
– ɦɚɬɪɢɱɧɵɣ ɷɥɟɦɟɧɬ ɷɥɟɤɬɪɨɧ-ɮɨɧɨɧɧɨɝɨ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɹ.
ȿɫɥɢ
>@
)()(
2211
ɄȿɄȿ
< ȿ
Ɏ
, ɬɨ
ɗɎ
V
< 0 (ɩɪɢɬɹɠɟɧɢɟ)
ȿɫɥɢ
>@
)()(
2211
ɄȿɄȿ
> ȿ
Ɏ
, ɬɨ
ɗɎ
V
> 0 (ɨɬɬɚɥɤɢɜɚɧɢɟ)
ɗɧɟɪɝɢɹ ɩɪɢɬɹɠɟɧɢɹ ɦɟɠɞɭ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚɦɢ, ɨɛɭɫɥɨɜɥɟɧɧɚɹ ɮɨɧɨɧ-
ɧɵɦ ɨɛɦɟɧɨɦ, ɫɨɫɬɚɜɥɹɟɬ ɜɟɥɢɱɢɧɭ ~ 10
–4
–10
–3
ɷȼ. ɉɨɷɬɨɦɭ ɤɭɩɟɪɨɜ-
ɫɤɢɟ ɩɚɪɵ ɫɭɳɟɫɬɜɭɸɬ ɬɨɥɶɤɨ ɩɪɢ Ɍ < Ɍ
ɋ
.
ɋɜɨɣɫɬɜɚ ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɢɯ ɩɚɪ (Ʉɉ)
1. Ɇɨɞɟɥɶ ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɢɯ ɩɚɪ
2. ɗɧɟɪɝɢɹ ɫɜɹɡɢ ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɨɣ ɩɚɪɵ 2ǻ = kT
c.
3. Ʉɭɩɟɪɨɜɫɤɢɟ ɩɚɪɵ ɫɨɡɞɚɸɬ ɷɥɟɤɬɪɨɧɵ ɜɛɥɢɡɢ ɭɪɨɜɧɹ Ɏɟɪɦɢ.
4. ɗɮɮɟɤɬɢɜɧɨɟ ɪɚɫɫɬɨɹɧɢɟ ɦɟɠɞɭ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚɦɢ ɜ Ʉɉ
§
10
–4
ɫɦ.
5. Ʉɨɧɞɟɧɫɚɬ ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɢɯ ɩɚɪ – ɧɨɜɨɟ ɮɚɡɨɜɨɟ ɫɨɫɬɨɹɧɢɟ ɷɥɟɤɬɪɨ-
ɧɨɜ.
ɗɥɟɤɬɪɨɧɵ–ɮɟɪɦɢɨɧɵ S = 1/2, ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɢɟ ɩɚɪɵ – ɛɨɡɨɧɵ S = 0
ɩɨɞɱɢɧɹɸɬɫɹ ɫɬɚɬɢɫɬɢɤɟ Ȼɨɡɟ–ɗɣɧɲɬɟɣɧɚ, ɞɥɹ ɛɨɡɨɧɨɜ ɧɟ ɫɭɳɟɫɬɜɭɟɬ
ɡɚɩɪɟɬɚ ɉɚɭɥɢ: ɨɧɢ ɜ ɥɸɛɨɦ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɟ ɦɨɝɭɬ ɧɚɯɨɞɢɬɶɫɹ ɧɚ ɨɞɧɨɦ
ɷɧɟɪɝɟɬɢɱɟɫɤɨɦ ɭɪɨɜɧɟ, ɛɨɡɨɧɵ ɜ ɛɨɥɶɲɢɯ ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɰɢɹɯ ɮɨɪɦɢɪɭɸɬ
Ȼɨɡɟ–ɤɨɧɞɟɧɫɚɬ.
ɑɚɫɬɢɰɵ ɤɨɧɞɟɧɫɚɬɚ ɢɦɟɸɬ ɨɞɢɧɚɤɨɜɵɦɢ ɩɚɪɚɦɟɬɪɚɦɢ ɱɚɫɬɢɰ –
S,P,E.
ȼɫɟ ɤɭɩɟɪɨɜɫɤɢɟ
ɩɚɪɵ ɤɨɧɞɟɧɫɚɬɚ ɜɟɞɭɬ ɫɟɛɹ ɨɞɢɧɚɤɨɜɨ. Ƚɥɚɜɧɨɟ
ɢɯ ɫɜɨɣɫɬɜɨ – ɷɬɢ ɱɚɫɬɢɰɚ ɧɟ ɨɛɦɟɧɢɜɚɸɬɫɹ ɷɧɟɪɝɢɟɣ ɫ ɚɬɨɦɚɦɢ ɜɟɳɟɫɬ-
ɜɚ, ɱɬɨ ɷɤɜɢɜɚɥɟɧɬɨ ɨɬɫɭɬɫɬɜɢɸ ɭ ɦɚɬɟɪɢɚɥɚ ɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɨɝɨ ɫɨɩɪɨɬɢɜ-
ɥɟɧɢɹ.
77
1.3.3. ȼɵɫɨɤɨɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɵɟ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɢ
ɂɡ ɬɟɨɪɢɢ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ ɫɥɟɞɭɟɬ, ɱɬɨ ɤɪɢɬɢɱɟɫɤɚɹ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭ-
ɪɚ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɜɵɪɚɠɚɟɬɫɹ ɫɥɟɞɭɸɳɟɣ ɮɨɪɦɭɥɨɣ:
»
¼
º
«
¬
ª
Z
)(
1
exp
FɗɎ
D
ɋ
ENVk
Ɍ
=
, (1.31)
ɝɞɟ Ȧ
D
– ɞɢɫɩɟɪɫɢɨɧɧɚɹ ɱɚɫɬɶ ɮɨɧɨɧɨɜ, V
ɷɮ
– ɩɨɬɟɧɰɢɚɥ ɷɥɟɤɬɪɨɧ-
ɮɨɧɨɧɧɨɝɨ ɜɡɚɢɦɨɞɟɣɫɬɜɢɹ, N(E
AF
) – ɩɥɨɬɧɨɫɬɶ ɫɨɫɬɨɹɧɢɣ ɧɚ ɩɨɜɟɪɯɧɨ-
ɫɬɢ Ɏɟɪɦɢ
1
ɟɯɪ().
ɋ
Ɍ
g
T
ɉɪɢ ɮɨɧɨɧɧɨɦ ɦɟɯɚɧɢɡɦɟ ɫɩɚɪɢɜɚɧɢɹ ɷɥɟɤɬɪɨɧɨɜ
g = 1/2,
T
~ 200 Ʉ, ɬɨɝɞɚ Ɍ
ɋ ɦɚɯ
= 30 Ʉ
ȼ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɢɢ ɫɨ ɫɤɚɡɚɧɧɵɦ, ɩɭɬɢ ɭɜɟɥɢɱɟɧɢɹ ɤɪɢɬɢɱɟɫɤɨɣ ɬɟɦ-
ɩɟɪɚɬɭɪɵ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɦɨɠɧɨ ɫɮɨɪɦɭɥɢɪɨɜɚɬɶ ɬɚɤ:
– ɭɜɟɥɢɱɟɧɢɟ
,
,;
D ɗɎ
V
Z
– ɩɨɢɫɤ ɛɨɥɟɟ ɷɧɟɪɝɢɱɧɵɯ ɱɚɫɬɢɰ ɞɥɹ ɨɛɦɟɧɚ (ɷɤɫɢɬɨɧɵ, ɢɞɟɹ
Ƚɢɧɡɛɭɪɝɚ).
ɉɟɪɫɩɟɤɬɢɜɵ ɩɪɚɤɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɢɫɩɨɥɶɡɨɜɚɧɢɹ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ:
– ɩɟɪɟɞɚɱɚ ɩɨ ɩɪɨɜɨɞɚɦ ɷɥɟɤɬɪɨɷɧɟɪɝɢɢ ɛɟɡ ɩɨɬɟɪɶ (ɫɟɝɨɞɧɹ ɬɟɪɹ-
ɟɬɫɹ ɞɨ 30–40 %);
– ɫɨɡɞɚɧɢɟ ɷɥɟɤɬɪɨɞɜɢɝɚɬɟɥɟɣ ɢ ɝɟɧɟɪɚɬɨɪɨɜ ɧɚ ɛɨɥɶɲɢɟ ɦɨɳɧɨɫɬɢ;
– ɫɨɡɞɚɧɢɟ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɢɯ ɷɥɟɤɬɪɨɦɚɝɧɢɬɨɜ ɞɥɹ ɬɟɪɦɨɹɞɟɪɧɨɣ
ɷɧɟɪɝɟɬɢɤɢ (ɇ ~ 100000 Ƚɚɭɫ);
– Ⱦɠɨɡɟɜɫɨɧɨɜɫɤɢɟ ɩɟɪɟɯɨɞɵ – ɨɫɧɨɜɚ ɞɥɹ ɗȼɆ ɧɨɜɨɝɨ ɩɨɤɨɥɟɧɢɹ.
ɋɞɟɪɠɢɜɚɸɳɢɟ ɮɚɤɬɨɪɵ: ɧɢɡɤɢɟ
ɤɪɢɬɢɱɟɫɤɢɟ ɬɨɤɢ ɢ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ
(ɧɭɠɧɨ 10
5
Ⱥ/ɫɦ
2
ɢ 300 Ʉ).
ɉɨɥɭɱɟɧɢɟ ɜ 1987 ɝɨɞɭ ɜɵɫɨɤɨɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɵɯ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜ
ɨɬɤɪɵɥɨ ɞɨɪɨɝɭ ɪɟɚɥɢɡɚɰɢɢ ɬɟɯɧɢɱɟɫɤɢɯ ɢɞɟɣ, ɫɱɢɬɚɜɲɢɯɫɹ ɪɚɧɟɟ ɮɚɧ-
ɬɚɫɬɢɱɟɫɤɢɦɢ. ɂɫɩɨɥɶɡɨɜɚɧɢɟ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜɵɯ ɦɚɬɟɪɢɚɥɨɜ ɩɨɡɜɨ-
ɥɹɟɬ ɫɨɡɞɚɜɚɬɶ ɫɚɦɵɟ ɪɚɡɧɵɟ ɩɪɢɛɨɪɵ, ɨɛɥɚɞɚɸɳɢɟ ɨɱɟɧɶ ɜɵɫɨɤɢɦɢ ɪɚ-
ɛɨɱɢɦɢ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɤɚɦɢ ɩɪɢ ɱɪɟɡɜɵɱɚɣɧɨ ɦɚɥɵɯ ɝɚɛɚɪɢɬɚɯ, ɦɚɫɫɟ ɢ
ɩɨɬɪɟɛɥɹɟɦɨɣ ɦɨɳɧɨɫɬɢ.
ɋɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɶ ɤɭɩɪɚɬɨɜ
ȼɵɫɨɤɨɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɵɟ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɢ (ȼɵɫɨɤɢɟ T
c
) – ɫɟɦɟɣɫɬɜɨ
ɦɚɬɟɪɢɚɥɨɜ (ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɟɣ ɤɟɪɚɦɢɤɢ) ɫ ɨɛɳɟɣ ɫɬɪɭɤɬɭɪɧɨɣ ɨɫɨɛɟɧ-
ɧɨɫɬɶɸ, ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɯɨɪɨɲɨ ɪɚɡɞɟɥɺɧɧɵɦɢ ɦɟɞɧɨ-ɤɢɫɥɨɪɨɞɧɵɦɢ
ɩɥɨɫɤɨɫɬɹɦɢ. ɂɯ ɬɚɤɠɟ ɧɚɡɵɜɚɸɬ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚɦɢ ɧɚ ɨɫɧɨɜɟ ɤɭɩɪɚ-
ɬɨɜ. Ɍɟɦɩɟɪɚɬɭɪɚ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɟɝɨ ɩɟɪɟɯɨɞɚ, ɤɨɬɨɪɚɹ ɦɨɠɟɬ ɛɵɬɶ ɞɨɫ-
ɬɢɝɧɭɬɚ ɜ ɧɟɤɨɬɨɪɵɯ ɫɨɫɬɚɜɚɯ ɜ ɷɬɨɦ ɫɟɦɟɣɫɬɜɟ, ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɫɚɦɨɣ ɜɵɫɨɤɨɣ
78
ɫɪɟɞɢ ɜɫɟɯ ɢɡɜɟɫɬɧɵɯ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜ. ɇɨɪɦɚɥɶɧɵɟ (ɢ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨ-
ɞɹɳɢɟ) ɫɨɫɬɨɹɧɢɹ ɩɨɤɚɡɵɜɚɸɬ ɦɧɨɝɨ ɨɛɳɢɯ ɨɫɨɛɟɧɧɨɫɬɟɣ ɦɟɠɞɭ ɪɚɡ-
ɥɢɱɧɵɦɢ ɫɨɫɬɚɜɚɦɢ ɤɭɩɪɚɬɨɜ; ɦɧɨɝɢɟ ɢɡ ɷɬɢɯ ɫɜɨɣɫɬɜ ɧɟ ɦɨɝɭɬ ɛɵɬɶ
ɨɛɴɹɫɧɟɧɵ ɜ ɪɚɦɤɚɯ ɬɟɨɪɢɢ ȻɄɒ. ɉɨɫɥɟɞɨɜɚɬɟɥɶɧɨɣ ɬɟɨɪɢɢ ɫɜɟɪɯɩɪɨ-
ɜɨɞɢɦɨɫɬɢ ɜ ɤɭɩɪɚɬɚɯ ɜ ɧɚɫɬɨɹɳɟɟ ɜɪɟɦɹ ɧɟ ɫɭɳɟɫɬɜɭɟɬ; ɨɞɧɚɤɨ, ɩɪɨ-
ɛɥɟɦɚ ɩɪɢɜɟɥɚ ɤɨ ɦɧɨɝɢɦ ɷɤɫɩɟɪɢɦɟɧɬɚɥɶɧɵɦ ɢ ɬɟɨɪɟɬɢɱɟɫɤɢɦ ɪɟɡɭɥɶ
-
ɬɚɬɚɦ, ɢ ɢɧɬɟɪɟɫ ɜ ɷɬɨɣ ɨɛɥɚɫɬɢ – ɧɟ ɬɨɥɶɤɨ ɜ ɞɨɫɬɢɠɟɧɢɢ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨ-
ɞɢɦɨɫɬɢ ɩɪɢ ɤɨɦɧɚɬɧɨɣ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɟ. Ɂɚ ɷɤɫɩɟɪɢɦɟɧɬɚɥɶɧɨɟ ɨɬɤɪɵɬɢɟ
ɩɟɪɜɨɝɨ ɜɵɫɨɤɨɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɨɝɨ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚ ɜ 1987 ɛɵɥɚ ɧɟɦɟɞ-
ɥɟɧɧɨ ɩɪɢɫɭɠɞɟɧɚ ɇɨɛɟɥɟɜɫɤɚɹ ɩɪɟɦɢɹ. ȼ 1986 ɝ. Ȼɟɞɧɨɪɰ ɢ Ɇɸɥɥɟɪ
ɨɛɧɚɪɭɠɢɥɢ ɫɩɨɫɨɛɧɨɫɬɶ ɤɟɪɚɦɢɤɢ ɧɚ ɨɫɧɨɜɟ ɨɤɫɢɞɨɜ ɦɟɞɢ, ɥɚɧɬɚɧɚ ɢ
ɛɚɪɢɹ (La
2–x
Ba
x
CuO
4
) ɩɟɪɟɯɨɞɢɬɶ ɜ ɋɉ ɫɨɫɬɨɹɧɢɟ ɩɪɢ 30 Ʉ. ɋɥɨɠɧɵɟ
ɤɭɩɪɚɬɵ ɚɧɚɥɨɝɢɱɧɨɝɨ ɫɨɫɬɚɜɚ ɛɵɥɢ ɫɢɧɬɟɡɢɪɨɜɚɧɵ ɜ 1978 ɝ. Ʌɚɡɚɪɟ-
ɜɵɦ, Ʉɚɯɚɧ ɢ ɒɚɩɥɵɝɢɧɵɦ, ɚ ɬɚɤɠɟ ɮɪɚɧɰɭɡɫɤɢɦɢ ɢɫɫɥɟɞɨɜɚɬɟɥɹɦɢ
ɞɜɭɦɹ ɝɨɞɚɦɢ ɩɨɡɠɟ. Ʉ ɫɨɠɚɥɟɧɢɸ, ɷɥɟɤɬɪɨɩɪɨɜɨɞɧɨɫɬɶ ɷɬɢɯ ɨɛɪɚɡɰɨɜ
ɛɵɥɚ ɢɡɦɟɪɟɧɚ ɥɢɲɶ ɞɨ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ ɤɢɩɟɧɢɹ ɚɡɨɬɚ (77 Ʉ), ɱɬɨ ɧɟ ɩɨ-
ɡɜɨɥɢɥɨ ɨɛɧɚɪɭɠɢɬɶ ɷɮɮɟɤɬ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ.
ȼɚɠɧɟɣɲɟɣ ɱɟɪɬɨɣ ɨɬɤɪɵɬɢɹ ȼɌɋɉ
ɦɨɠɧɨ ɧɚɡɜɚɬɶ ɬɨ, ɱɬɨ ɫɜɟɪɯ-
ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɶ ɛɵɥɚ ɨɛɧɚɪɭɠɟɧɚ ɧɟ ɭ ɬɪɚɞɢɰɢɨɧɧɵɯ ɢɧɬɟɪɦɟɬɚɥɥɢɞɨɜ,
ɨɪɝɚɧɢɱɟɫɤɢɯ ɢɥɢ ɩɨɥɢɦɟɪɧɵɯ ɫɬɪɭɤɬɭɪ, ɚ ɭ ɨɤɫɢɞɧɨɣ ɤɟɪɚɦɢɤɢ, ɨɛɵɱ-
ɧɨ ɩɪɨɹɜɥɹɸɳɟɣ ɞɢɷɥɟɤɬɪɢɱɟɫɤɢɟ ɢɥɢ ɩɨɥɭɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜɵɟ ɫɜɨɣɫɬɜɚ.
ɗɬɨ ɪɚɡɪɭɲɢɥɨ ɩɫɢɯɨɥɨɝɢɱɟɫɤɢɟ ɛɚɪɶɟɪɵ ɢ ɩɨɡɜɨɥɢɥɨ ɜ ɬɟɱɟɧɢɟ ɤɨɪɨɬ-
ɤɨɝɨ ɜɪɟɦɟɧɢ ɫɨɡɞɚɬɶ ɧɨɜɵɟ, ɛɨɥɟɟ ɫɨɜɟɪɲɟɧɧɵɟ ɩɨɤɨɥɟɧɢɹ ɦɟɬɚɥɥɨ-
ɤɫɢɞɧɵɯ ɋɉ ɩɨɱɬɢ ɨɞɧɨɜɪɟɦɟɧɧɨ ɜ ɋɒȺ, əɩɨɧɢɢ
, Ʉɢɬɚɟ ɢ Ɋɨɫɫɢɢ:
ɮɟɜɪɚɥɶ 1987 ɝ. – ɑɭ ɢ ɞɪ. ɫɢɧɬɟɡɢɪɭɸɬ, ɢɫɩɨɥɶɡɭɹ ɢɞɟɸ «ɯɢɦɢɱɟɫɤɨɝɨ
ɫɠɚɬɢɹ» ɞɥɹ ɦɨɞɢɮɢɰɢɪɨɜɚɧɢɹ ɫɬɪɭɤɬɭɪɵ, ɋɉ ɤɟɪɚɦɢɤɭ ɢɡ ɨɤɫɢɞɨɜ ɛɚ-
ɪɢɹ, ɢɬɬɪɢɹ ɢ ɦɟɞɢ YBa
2
Cu
3
O
7–x
ɫ ɤɪɢɬɢɱɟɫɤɨɣ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɨɣ 93 Ʉ, ɬɨ
ɟɫɬɶ ɜɵɲɟ ɬɨɱɤɢ ɤɢɩɟɧɢɹ ɚɡɨɬɚ; ɜ ɹɧɜɚɪɟ 1988 ɝ. Ɇɚɟɞɚ ɢ ɞɪ. ɫɢɧɬɟɡɢ-
ɪɭɸɬ ɫɟɪɢɸ ɫɨɟɞɢɧɟɧɢɣ ɫɨɫɬɚɜɚ Bi
2
Sr
2
Ca
x–1
Cu
x
O
2x+4
, ɫɪɟɞɢ ɤɨɬɨɪɵɯ ɮɚɡɚ
ɫ x = 3 ɢɦɟɟɬ Ɍ
ɫ
= 108 Ʉ; ɦɟɫɹɰ ɫɩɭɫɬɹ ɒɟɧɝ ɢ ɏɟɪɦɚɧ ɩɨɥɭɱɢɥɢ ɫɜɟɪɯ-
ɩɪɨɜɨɞɧɢɤ Tl
2
Ba
2
Ca
2
Cu
3
O
10
c T
ɫ
= 125 K; ɜ 1993 ɝ. Ⱥɧɬɢɩɨɜ, ɉɭɬɢɥɢɧ ɢ
ɞɪ. ɨɬɤɪɵɥɢ ɪɹɞ ɪɬɭɬɶɫɨɞɟɪɠɚɳɢɯ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜ ɫɨɫɬɚɜɚ
HgBa
2
Ca
x–1
Cu
x
O
2x+2+ d
(x = 1–6). ȼ ɧɚɫɬɨɹɳɟɟ ɜɪɟɦɹ ɮɚɡɚ
HgBa
2
Ca
2
Cu
3
O
8+d
(Hg í 1223) ɢɦɟɟɬ ɧɚɢɛɨɥɶɲɟɟ ɢɡɜɟɫɬɧɨɟ ɡɧɚɱɟɧɢɟ
ɤɪɢɬɢɱɟɫɤɨɣ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ (135 Ʉ), ɩɪɢɱɟɦ ɩɪɢ ɜɧɟɲɧɟɦ ɞɚɜɥɟɧɢɢ
350 ɬɵɫɹɱ ɚɬɦɨɫɮɟɪ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɚ ɩɟɪɟɯɨɞɚ ɜɨɡɪɚɫɬɚɟɬ ɞɨ 164 Ʉ, ɱɬɨ
ɥɢɲɶ ɧɚ 19 Ʉ ɭɫɬɭɩɚɟɬ ɦɢɧɢɦɚɥɶɧɨɣ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɟ, ɡɚɪɟɝɢɫɬɪɢɪɨɜɚɧɧɨɣ
ɜ ɩɪɢɪɨɞɧɵɯ ɭɫɥɨɜɢɹɯ ɧɚ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ Ɂɟɦɥɢ. Ɍɚɤɢɦ ɨɛɪɚɡɨɦ, ɋɉ «ɯɢ-
ɦɢɱɟɫɤɢ ɷɜɨɥɸɰɢɨɧɢɪɨɜɚɥɢ», ɩɪɨɣɞɹ ɩɭɬɶ ɨɬ ɦɟɬɚɥɥɢɱɟɫɤɨɣ ɪɬɭɬɢ
(4,2 Ʉ) ɤ ɪɬɭɬɶ-ɫɨɞɟɪɠɚɳɢɦ ȼɌɋɉ (164
Ʉ).
79
ȼɫɟɝɨ ɤ ɧɚɫɬɨɹɳɟɦɭ ɜɪɟɦɟɧɢ (ɧɚ 1999 ɝɨɞ) ɢɡɜɟɫɬɧɨ ɛɨɥɟɟ 50 ɨɪɢ-
ɝɢɧɚɥɶɧɵɯ ɫɥɨɢɫɬɵɯ ȼɌɋɉ–ɤɭɩɪɚɬɨɜ. ɂ ɯɨɬɹ ɛɟɡɦɟɞɧɵɟ ɋɉ ɢɡɜɟɫɬɧɵ
ɞɨɜɨɥɶɧɨ ɞɚɜɧɨ, ɧɚ ɧɢɯ ɞɨ ɫɢɯ ɩɨɪ ɧɟ ɭɞɚɜɚɥɨɫɶ ɞɨɫɬɢɱɶ ɫɤɨɥɶɤɨ–
ɧɢɛɭɞɶ ɜɵɫɨɤɨɣ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ ɩɟɪɟɯɨɞɚ ɜ ɋɉ ɫɨɫɬɨɹɧɢɟ (ɪɟɤɨɪɞɧɵɟ ɡɧɚ-
ɱɟɧɢɹ Ɍ
ɫ
ɞɥɹ ɛɟɡɦɟɞɧɵɯ ɋɉ ɞɨɫɬɢɝɧɭɬɵ ɭ Ba
1–x
K
x
BiO
3
ɢ ɭ ɮɚɡɵ ɜɧɟɞɪɟ-
ɧɢɹ ɧɚ ɨɫɧɨɜɟ ɮɭɥɥɟɪɟɧɚ (ɋs
3
C
60
). Ɉɬɞɟɥɶɧɨ ɫɥɟɞɭɟɬ ɭɩɨɦɹɧɭɬɶ ɬɚɤɠɟ
ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɟ, ɫɜɹɡɚɧɧɨɟ ɫ ɩɨɩɵɬɤɚɦɢ ɫɢɧɬɟɡɚ «ɷɤɨɥɨɝɢɱɟɫɤɢ ɛɟɡɨɩɚɫ-
ɧɵɯ» ȼɌɋɉ, ɧɟ ɫɨɞɟɪɠɚɳɢɯ ɬɹɠɟɥɵɯ ɦɟɬɚɥɥɨɜ (Hg, Pb, Ba), ɧɚɩɪɢɦɟɪ
ɩɨɥɭɱɚɟɦɵɯ ɩɨɞ ɜɵɫɨɤɢɦ ɞɚɜɥɟɧɢɟɦ ɨɤɫɢɤɭɩɪɚɬɧɵɯ ɮɚɡ ɤɚɥɶɰɢɹ.
Ɉɪɝɚɧɢɱɟɫɤɢɟ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɢ
ȼ ɤɨɧɰɟ 60-ɯ – ɧɚɱɚɥɟ 70-ɯ ɝɝ. ɛɵɥɢ ɛɨɥɶɲɢɟ ɧɚɞɟɠɞɵ ɧɚ ɫɢɧɬɟɡ
ɨɪɝɚɧɢɱɟɫɤɢɯ ɤɨɦɩɥɟɤɫɨɜ ɫ ɩɟɪɟɧɨɫɨɦ ɡɚɪɹɞɚ (ɄɉɁ). Ɉɞɧɚɤɨ, ɧɟɫɦɨɬɪɹ
ɧɚ ɫɢɧɬɟɡ ɪɹɞɚ ɩɟɪɫɩɟɤɬɢɜɧɵɯ ɫɨɟɞɢɧɟɧɢɣ, ɨɤɚɡɚɥɨɫɶ, ɱɬɨ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨ-
ɞɢɦɨɫɬɶ ɜ ɷɬɢɯ ɤɨɦɩɥɟɤɫɚɯ ɧɟɭɫɬɨɣɱɢɜɚ ɞɚɠɟ ɩɪɢ ɧɟɛɨɥɶɲɢɯ ɩɥɨɬɧɨ-
ɫɬɹɯ ɬɨɤɚ.
ɑɢɫɬɵɣ ɮɭɥɥɟɪɟɧ ɩɪɢ ɤɨɦɧɚɬɧɨɣ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɟ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɢɡɨɥɹɬɨɪɨɦ
ɫ ɜɟɥɢɱɢɧɨɣ ɡɚɩɪɟɳɟɧɧɣ ɡɨɧɵ ɛɨɥɟɟ 2 ɷȼ
ɢɥɢ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɵɦ ɩɨɥɭɩɪɨ-
ɜɨɞɧɢɤɨɦ ɫ ɨɱɟɧɶ ɧɢɡɤɨɣ ɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɶɸ. Ɏɭɥɥɟɪɢɞɵ ɳɟɥɨɱɧɵɯ ɦɟɬɚɥ-
ɥɨɜ, ɢɦɟɸɳɢɟ ɫɨɫɬɚɜ Ⱥ3 C60, ɫɬɚɧɨɜɹɬɫɹ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɢɦɢ ɩɪɢ ɬɟɦ-
ɩɟɪɚɬɭɪɟ ɧɢɠɟ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɧɨɝɨ ɡɧɚɱɟɧɢɹ Ɍ
ɫ
– ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɵ ɮɚɡɨɜɨɝɨ
ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɟɝɨ ɩɟɪɟɯɨɞɚ. ɉɪɢ ɷɬɨɦ ɫɨɫɬɚɜɟ ɮɭɥɥɟɪɢɞɚ ɡɨɧɚ ɩɪɨɜɨ-
ɞɢɦɨɫɬɢ ɡɚɩɨɥɧɟɧɚ ɷɥɟɤɬɪɨɧɚɦɢ ɧɚɩɨɥɨɜɢɧɭ. Ɍɟɦɩɟɪɚɬɭɪɚ ɮɚɡɨɜɨɝɨ ɩɟ-
ɪɟɯɨɞɚ ɡɚɜɢɫɢɬ ɨɬ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɣ ɪɟɲɟɬɤɢ ɮɭɥɥɟɪɢɞɚ. Ɇɚɤɫɢɦɚɥɶɧɚɹ ɬɟɦ-
ɩɟɪɚɬɭɪɚ Ɍ
ɫ
ɞɥɹ ɮɭɥɥɟɪɢɞɨɜ ɳɟɥɨɱɧɵɯ ɦɟɬɚɥɥɨɜ ɧɟɦɧɨɝɨ ɜɵɲɟ 30 Ʉ, ɧɨ
ɞɥɹ ɫɥɨɠɧɨɝɨ ɫɨɫɬɚɜɚ Rb–Tl–C60 ɨɧɚ ɩɪɟɜɵɲɚɟɬ 40 Ʉ, ɢ ɟɫɬɶ ɨɫɧɨɜɚɧɢɟ
ɩɪɟɞɩɨɥɚɝɚɬɶ, ɱɬɨ ɩɨɤɚ ɧɟɢɞɟɧɬɢɮɢɰɢɪɨɜɚɧɧɵɣ ɩɨ ɫɨɫɬɚɜɭ ɮɭɥɥɟɪɢɞ
ɦɟɞɢ ɢɦɟɟɬ ɡɧɚɱɟɧɢɟ Ɍ
ɫ
, ɪɚɜɧɨɟ 120 Ʉ. Ɍɚɤɢɦ ɨɛɪɚɡɨɦ, ɦɟɬɚɥɥɨɮɭɥɥɟɪɟ-
ɧɵ ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɜɵɫɨɤɨɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɵɦɢ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɚɦɢ. ȼ ɨɬɥɢɱɢɟ ɨɬ
ɫɥɨɠɧɵɯ ɨɤɫɢɞɨɜ ɦɟɞɢ ɷɬɨ ɢɡɨɬɪɨɩɧɵɟ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɢ, ɬɨ ɟɫɬɶ ɩɚɪɚ-
ɦɟɬɪɵ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɟɝɨ ɫɨɫɬɨɹɧɢɹ ɨɤɚɡɵɜɚɸɬɫɹ ɨɞɢɧɚɤɨɜɵɦɢ ɩɨ ɜɫɟɦ
ɤɪɢɫɬɚɥɥɨɝɪɚɮɢɱɟɫɤɢɦ ɧɚɩɪɚɜɥɟɧɢɹɦ, ɱɬɨ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɫɥɟɞɫɬɜɢɟɦ ɜɵɫɨ-
ɤɨɣ ɫɢɦɦɟɬɪɢɢ ɤɭɛɢɱɟɫɤɨɣ ɤɪɢɫɬɚɥɥɢɱɟɫɤɨɣ ɪɟɲɟɬɤɢ ɮɭɥɥɟɪɟɧɚ. ɋɥɟ-
ɞɭɟɬ ɩɪɢɡɧɚɬɶ, ɱɬɨ ɩɪɨɛɥɟɦɚ ɬɟɨɪɟɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɨɩɢɫɚɧɢɹ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɢɦɨ-
ɫɬɢ ɦɟɬɚɥɥɨɮɭɥɥɟɪɟɧɨɜ, ɤɚɤ ɢ ɬɪɚɞɢɰɢɨɧɧɵɯ ɜɵɫɨɤɨɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɧɵɯ
ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɧɢɤɨɜ ɧɚ ɨɫɧɨɜɟ ɨɤɫɢɞɨɜ ɦɟɞɢ, ɜ ɧɚɫɬɨɹɳɟɟ ɜɪɟɦɹ ɞɚɥɟɤɚ ɨɬ
ɪɚɡɪɟɲɟɧɢɹ.
ɇɚɢɛɨɥɶɲɟɟ ɪɚɫɩɪɨɫɬɪɚɧɟɧɢɟ ɩɨɥɭɱɢɥɚ ɤɟɪɚɦɢɤɚ ɧɚ ɛɚɡɟ ɢɬɬɪɢɣ–
ɛɚɪɢɟɜɵɯ ɤɭɩɪɚɬɨɜ YBa
2
Cu
3
O
7–į.
Ʉɪɢɫɬɚɥɥɢɱɟɫɚɹ ɪɟɲɟɬɤɚ YBa
2
Cu
3
O
7–į
Ʉɪɢɫɬɚɥɥɢɱɟɫɚɹ ɪɟɲɟɬɤɚ YBa
2
Cu
3
O
7–į
ɩɪɟɞɫɬɚɜɥɟɧɚ ɧɚ ɪɢɫ. 1.37.
80
Ɋɢɫ. 1.39. Ʉɪɢɫɬɚɥɥɢɱɟɫɚɹ ɪɟɲɟɬɤɚ YBa
2
Cu
3
O
7–į
Ɉɧɚ ɫɨɫɬɨɢɬ ɢɡ 6 ɫɥɨɟɜ (ɷɬɚɠɟɣ): 1 ɢ 6 ɫɥɨɢ – ɛɚɡɨɜɵɟ ɩɥɨɫɤɨɫɬɢ,
ɢɨɧɵ Ɉ
–2
ɜ ɷɬɢɯ ɩɥɨɫɤɨɫɬɹɯ ɨɩɪɟɞɟɥɹɸɬ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɶ; 2 ɢ 5 –
ɩɥɨɫɤɨɫɬɢ ɫɨɞɟɪɠɚɬ 4 ɢɨɧɚ Ɉ
–2
ɢ ɨɞɢɧ ɢɨɧ Ba
+2
; ɩɥɨɫɤɨɫɬɢ 3, 4 ɫɨɞɟɪɠɚɬ
ɩɨ 4 ɢɨɧɚɦ ɋu
+2
ɢ Ɉ
–2
ȼ ɰɟɧɬɪɟ ɦɟɠɞɭ ɩɥɨɫɤɨɫɬɹɦɢ 3 ɢ 4 ɪɚɫɩɨɥɨɠɟɧ
ɢɨɧ Y
+3
.
ɂɬɬɪɢɣ-ɛɚɪɢɟɜɵɟ ɤɭɩɪɚɬɵ ɦɨɝɭɬ ɧɚɯɨɞɢɬɶɫɹ ɜ ɞɜɭɯ ɫɨɫɬɨɹɧɢɹɯ:
– ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɟɦ–ɪɟɲɟɬɤɚ ɨɪɬɨɪɨɦɛɢɱɟɫɤɚɹ ɚ = 3,82 Ă,
b = 3,88 Ă, c = 11,68 Ă, ab;
– ɧɟɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɟɦ–ɪɟɲɟɬɤɚ ɬɟɬɪɚɝɨɧɚɥɶɧɚɹ a = b = 3,86 Ă,
ɫ = 11,82 Ă. ɉɪɢɱɢɧɚ–ɛɚɡɨɜɵɟ ɩɥɨɫɤɨɫɬɢ ɧɟ ɫɨɞɟɪɠɚɬ ɢɨɧɨɜ ɤɢɫɥɨɪɨɞɚ;
– ɨɪɬɨɪɨɦɛɢɱɟɫɤɚɹ (ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɹɳɚɹ)ɮɚɡɚ – YBa
2
Cu
3
O
7
;
– ɬɟɬɪɚɝɨɧɚɥɶɧɚɹ (ɧɟɫɜɟɪɡɩɪɨɜɨɞɹɳɚɹ) ɮɚɡɚYBa
2
Cu
3
O
6.
əɜɥɟɧɢɟ ɫɜɟɪɯɩɪɨɜɨɞɢɦɨɫɬɢ ɨɛɭɫɥɨɜɥɟɧɨ ɧɚɥɢɱɢɟɦ–Cu–O–Cu–O–.