Введение к работе
Актуальность темы. j
Иоучепшо двумерных систем посвящено в настоящее вреілл j
оиачитеяьное число экспериментальных и теоретических работ, j
Это связано как с практической важностью систем, которые j
можно рассматривать как двумерные (гранулированные сверх- j
проводящие пленки, слоистые полунроводниковые гетерострук- |
туры и т.д.), так и с интересом к фпоическим особенностям по
ведения таких систем, в частности, к особенностям фаоового
перехода в упорядоченное состояние в двумерных системах. і
Актуальность исследования плаяарной XY- модели снадана, в
частности, с тем, что эта модель отражает физические свой
ства таких систем, как сверхтекучий гелий, пленки гранулиро
ванных сверхпроводников, джооефсоновские среды, а также не
которые качественные особенности поведения высокотемпера
турных сверхпроводящих керамик. Оксидные сверхпроводники,
наготовленные по керамической технологии, также как и плен
ки таких сверхпроводников, чаще всего имеют гранулированную
структуру, с размером гранул (в массивных сверхпроводниках) !
порядка 1 микрона. Кроме того, внутри втих оерен имеются j
еще меньшие структурные образования со слабой (джооефсо-
новской) связью между шили. При температурах ниже темпе
ратуры перехода в сверхпроводящее состояние дня массивного
сверхпроводника фазы комплексного параметра порядка в втих і
областях могут испытывать существенные температурные флук- j
туации. Упорядочение фао, т.е. переход системы в глобальное !
сверхпроводящее состояние может рассматриваться с помощью |
ЛГУ-модели. |
Константы свяои, входящиев гамильтониан XY- модели (кон- ! станты Джооефсона), выражаются черео ширину сверхпроводящей щели и сопротивление контакта между гранулами в нор- I мальпом состояшш. В неоднородной фиоической системе ети ' константы свяои различны для разных пар гранул. В свяои с этим актуальна оадача исследования неоднородной XY- системы, в том числе системы с перхоляпией. Критические индексы ;
J~ '" ""' ""*"
имеют очень общий характер и их величины одинаковы для совершенно раоличяых двумерных систем с перкопяцией. Расчет критических индексов интересен с точки ореиия изучения систем с пониженной раомерностыо.
Актуальна оадача численного расчета "холодного", квантового разрушения сверхпроводящего порядка r XY- модели. Малая величина гранул (соответственно, их малая емкость) приводит к существенному влиянию квантовых флуктуации оатіяда па упорядочение фао и к вооможпости нарушения когерентности фао уже при температуре Г=0. С фиоической точки прения интересно, что поведение гранулированных пленок в квантовой области параметров имеет кваои- трехмерный характер, что видно, например, по поведению корреляционной функции фао на расстояниях меньших области кроссовера.
Расчет фиоячееккх характеристик кластера по частиц с хуло-вовским отталкиванием, помещенных в удерлгиваїовдее лояе, актуален в свяои с поучением гигантских "атоілов", обраоующихся при определенных условиях в полупроводниковых гетерострук-турах. Такие кластеры могут обраоонывать также ионы, удерживаемые в ловушхах Поля или Пеннпнга.
Расчеты, приведенные в диссертации, выполнены методом Монте-Карло. Численные эксперименты, проводимые с исполь-оованием методов Мопте-Карпо или молекулярной динамики, являются мощным способом расчета в фиоике конденсированного состояния. Численный експеримент позволяет с высокой точностью, ограниченной лишь ресурсами ЭВМ, рассчитать физические свойства модели, не накладывая ограппченип па потенциал межчастичного взаимодействия.
Целью работы являлось;
-
изучение зависимости температуры (сверхпроводящего) фаоового перехода в XY- модели от типа неоднородности, в том числе для XY- модели с дерхоляцией.
-
Расчет квантовым методом Менте-Карло XY- модели с учетом квантовых флуктуации оаряда, опредслепке вависимости температуры перехода от квантового параметра для ьтой модели.
У ' """ ~~ ' ~ " :
3. Численное моделирование кристаллпоацип кластера но ча- |
стид с кушновским отталкиванием з удерживающем потенциале. ;
Научная новизна и практическая ценность работы. :
Проведено детальпое исследование влияния различных типов |
неоднородности па фаоовый переход в гранулированных сверх- і
проводниках. Для модели с перколяцией получено чкеленпое она-
чение крптичесхого цпдекса, хар актер ииующего оавпеимость тем- і
перзтуры сверхпроводящего перехода от бдиоости х точке пер- ;
холяции. Эта оависимость согласуется с експериментом.
Численный расчет методом Монте-Карло дал возможность оце- [
нить влияние квантовых эффектов иа фазовый переход в XY-
модели. Рассчитанная нами фасовая диаграмма может быть со
поставлена с аналитическими результатами, полученными, на
пример, в самосогласованном гармоническом приближении.
На оащтасу яыдосятся следующие реоультаты диссертации; \
1. Зависимость температурного перехода в гранулированной
сверхпроводящей пленке от блиоости к порогу перколявдш Т(р) ~
ЛР-РсУ. |
2. Зависимость характеристик перехода Костерпица- ТЪулесса і
от неоднородности копстант сшгои в джооефсоновской среде с j
положительными константами свяои. |
3. Результаты моделирования квантовым методом Монте-
Карло фасового перехода, связанного с квантовыми флухтуаци-
ями оаряда, в гранулированной пленке сверхпроводника: оави- ;
спмость модуля спиральвости от квантового параметра, линия j
перехода в координатах температура- квантовый параметр. |
4.. Результаты моделирования методом Монте-Карло кристал- \
лнческого упорядочения в малых кулоповских кластерах: оболо- \
чечная структура кластера, величина управляющего параметра |
Г при температуре плавления кластера. :
Апробация работы. Реоультаты, вошедшие в диссертационную :
работу, докладывались на семинарах и на Ученом Совете Ин
ститута физики высоких давлений РАН, на семинаре Института
і '
спектроскопии РАН, на Международном рабочем совещании по і аффектам сильного раоупорядочеппя в ВТСП (Заречный, 1990).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит ив Введе-
; ния, четырех глав, оакпючения, приложения и списка цитиру
емой литературы. Объем диссертации - 111 страниц, включая
приложение, 23 рисунка и список литературы по 51 нанменова-
| ния" '