Электронная структура металлических нанокристаллов с дисклинациями

Abstract

Изучено пространственное распределение электронов проводимости и энергетический спектр отдельного электрона в цилиндрическом металлическом образце нанометровых размеров при наличии в нем клиновой дисклинации, линия которой проходит вдоль оси цилиндра. Показано, что часть электронов проводимости под действием поля деформаций дисклинации локализуется около ее линии (положительная дисклинация) или вблизи боковой поверхности образца (отрицательная дисклинация). Размерно-квантованный спектр локализованных электронных состояний существенно отличается от эквидистантного спектра электрона в отсутствие дисклинации. Обсуждена возможность экспериментального выявления дисклинации в частицах металлического порошка при изучении его теплоемкости и рентгено- и фотоэмиссионных спектров.

Вивчено просторовий розподіл електронів провідності і енергетичний спектр окремого електрона в мета­ левому зразку циліндричної форми з нанометровими розмірами при наявності в ньому клинової дисклінаціі, лінія якої проходить вздовж вісі циліндра. Показано, що частина електронів провідності під дією поля де­ формацій дисклінаціі локалізується поблизу її лінії (позитивна дисклінація) або поблизу бокової поверхні зразка (негативна дисклінація). Розмірно-квантований спектр локалізованих електронних станів істотно відрізняється від еквідистантного спектра електрона в циліндрі без дисклінаціі. Обмірковано можливість експериментального виявлення дисклінацій в частинках металевих порошків при вивченні їх теплоємності та рентгено- і фотоемісійних спектрів.

The authors have studied the space distribution of conduction electrons and the energy spectrum of a sin­ gle electron in a nanometric cylindric metal sample con­ taining medge-like disclination whose line runs along the cylinder axis. It is shown that some part of conduc­ tion electrons, affected by the disclination strain field, is localized near its line (positive disclination) or near the side surface of specimens (negative disclination). The dimensionally-quantized spectrum of localized electronic states is essentially different from the equidis­ tant electron spectrum in the absence of disclination. The possibility of experimental detection of disclinations in metal powders during study of its heat capacity and .t-ray and photoemission spectra is discussed.