PDF《Cu100→ zr订 金属玻璃的电阻—压力特性》

三、结 果及分析 在300K定温下,0≈ 0.8G Pa的 压力范围内,实验得到 Cu25zr75及Cu30zr70金属玻璃的电阻压力系数曰 、 =dnR/砌 值分别为-1. sz* 10ˉ 2及-1. zO* 10ˉ 2GPa l,类 似于 Fe㈨ 卜xBx系 列都表现为负的电阻―压力系数. 这里我们采用推广的 ziman理论对 CulOO x z`的 电阻一压力行为展开讨论,其电阻率 表达式 为: 川°=T石 :詈甘 号号;

T虿歹 礻n℃ 以 "彐 *exp[-2(9/(T)-9/ 1+[sO(2k、 )-1彐0))]} (1) 其中9是原子的体机 攵 F和 ε F分别是费米波矢和费米能量,F~9(EF)是费米能 EF处 '分 波 的相移,sO(2kF)是T=OK时的静态结构囚子,歹猢η是温度 T时的Debyeˉ Waller因子, e、 ″、饣 分别是电子的电荷、质量和普朗克常数.对(1)式的微分 得到电阻压 力系数 为叩: 夕ρ=d nR/'p=dn'/'p+' = +唧⑵'p 式中sr(2攵F)=1+EsO(2七F)ˉ 1]* expE-2(9/(D-9/(0))]. 从文献 (2)得到: dn sT⒇ ~昭泄 . 旒闸肛扣扣㈤'' sT(2kF) +⑿ -3" } 笫 2期 韩颀辉等:CutOl.x zrx金 属玻璃的电阻一压力特性 式中 '为 线压缩系数,″是合金的分子量, 炻是玻尔兹曼常数,@D是 合金的德拜 温度,` 为格临爱森常数.上式中如果知道材料的 庀刀、sr(2攵F)、 @D及 '值 ,那么就可 以估 计出第 一项的大小.对于 C ulOⅡ x zrx(x=70,zs)而言,上述有关参量大多已有 报道,但 还缺乏sr(2攵F)具体数据,本 文从另一途径获得. 从推广的 zi man理 论可以得到电阻一温度系数为 :l: gT=号铮=2(⊥ 百锱孥V・ 型斧⊥在德拜近似条件下,当T)鲂时,9/(Tl与 温度的关系可表示为 :): 9,/(T)=9/(0〉 +奎9/(0)(T/@D〉 、 (5) 其中,9/(0)=3〃 (2kF)2/8″ -:OD. 本文讨论的温度是 T=300Κ ,Cu25zr7s和Cu30zr70的 ,德拜温度值分别为182K和18奎KIIIl,显然T)oD. 因此可以将 (5)式 代入 (荃 )式得到: (-⊥ ) =厄Γ夕T'E:T(1-3`)+6咕(2-3')] (6) (7) 'p 又从 (2)式可得: 'ln sin2E,r9(ε F)] 'lnsΓ (2攵F) (8) '″ =夕p- 'p 根据上式可以计算出压力下 '波 相移项对 夕 p的 贡献.为了验证上述方法的可行 性,我 们根 据文献[2]提 供的关于 Fe:0B20有关参数 T=⒛0K、 '=7.1* 103GP旷`'~1.5和eD≈ 厶20K以 及根据文献 E5]实验曲线得到的 夕 T勺 1.97* 10犭ΚˉI,代入 (7)式 计算得到其 结构因子项对电阻一压力系数的贡献为dnsT(2七F)/'p≈ -3.3* 103GPa I;

而 直接 由结 构因子 s|(2攵F)实验值估算的结果为dnsT(2攵F)`dp---8. ⒛ *10ˉ 3GPa^I⒓ l. 两结果相比 较,不仅符号一致,而且数值也较相近. 因此,采用 (7〉 和(8)式估算压力下 '波 相移 项对 ￠ P的 贡献其结果是可靠的. 现将 C叻6zr75和Cu30zrzO的夕p、 夕T、 ′ 、⒎ eD、 `等 参数及 洲nsT(2攵F)/'p和洲n ・ sin2E〃 2(EF)]/'p计算结果列于表 1中 .其中 `值 近似取用 C铷zr60结果 【 ll,从 文献 E1] 看 `值 随Cu100~x zrx成 份变化很小,因此这种近似不会影响计算量级上的准确 性.由表

1 可以看出结构因子项对 口 p的 贡献 洲ns7(2k、 )∫ ''>0,与夕p异号;

在这种情况 下, 由(8〉 式可知压力对 '波 相移的贡献 'lnsin2E″ 2(￡ F)]/''是 无法忽略的 (在与 夕、同一量级范围 内). 本文计算 C叻5zr75及Cu30zr70两 样品的引n sIn2(″ 2(ε F)]/'″ 值分别为一 ⊥ . 61* 10ˉ

2 和―1.zs* 102G%!,与 电阻一压力不数同一量级,显然不能忽略. (姗・IΠ;

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:ˉ 乇溉 将(6)式代入 (3)式可得 到: dn sT(2攵F) 第 厶卷 表1Cum贮xzrˇ (x=zO.75)在 压力下 d波 相移项 对电阻一压强系数 的贡献 Tab