Плутоний Фундаментальные проблемы Том 1 - Надыкто Б.А.
ISBN 5-9515-00-24-9
Скачать (прямая ссылка):
4 Этот монокристалл выращен Джоном Cap-рао из Лос-Аламоса.
(a) hv = 40 эВ
(б) hv = 60 эВ
T= 12 К Fn = 200 К
Рис. 15. Данные ФЭС с разрешением по углу для антиферромагнитного USb2
Это - практически дисперсия E в зависимости от к, где значение к представлено углом (1 градус = = 0,07 А'1 для данных при 60 эВ и 0,06 А'1 для данных при 40 эВ). Показаны лишь первые 200 мэВ в пределах энергии Ферми. Данные при 40 эВ на рис. (а) в основном чувствительны к эмиссии как 5f электронов, так и 6d электронов, тогда как данные при 60 эВ на рис. (б) представляют главным образом эмиссию 5f электронов. Заметим, что зоны как 6d электронов, так и 5f электронов обнаруживают дисперсию и что интенсивность 5f электронов рассеивается ниже энергии Ферми. Центр зоны Бриллюэна находится вблизи 18°
Number 26 2000 Los Alamos Science
185
Фотоэлектронная спектроскопия а- и 6-плутония
нений плутония аналогичного качества с использованием методики выращивания из потока5. Данные, подобные тем, которые приведены на рис. 15, можно поэтому получить для соединений плутония с помощью детектора энергии Scienta и углового анализатора. Тогда можно будет непосредственно рассматривать зонную структуру этих соединений плутония.
Выводы
Большие потоки фотонов, создаваемые в настоящее время яркими линиями пучков ондуляторов с низким эмитансом, позволили провести ряд экспериментов по фотоэмиссии плутония на синхротронных источниках, расширяющих наши представления об электронной структуре плутония. Кроме того, мы разработали ЛПИ для проведения экспериментов по фотоэмиссии в обычных лабораторных условиях. По интенсивности ЛПИ сравним с синхротронными источниками второго поколения, и особенно полезен в экспериментах с опасными материалами, для которых желательны хорошо контролируемые замкнутые среды. Комбинация средств ФЭС будет использоваться для решения задач наименее исследованной, но крайне интересной области физики конденсированного вещества - физики трансурановых элементов.
Результаты по а- и 6-плутонию показывают, что их электронная структура характеризуется выраженной особенностью смешанного 5f и 6d типа вблизи энергии Ферми, а также многообразием широких компонент 5f электронов, центрированных при энергии связи около -1 эВ. Пик вблизи энергии Ферми намного шире у а-плутония, чем у 6-плу-тония, что согласуется с более сильной гибридизацией. Интенсивный узкий пик 5f электронов в 6-плутонии напоминает аналогичные особенности у соединений церия, называемые резонансом Кондо, но оказывается, что эта особенность воспроизводится в расчетах ОГП зон, которые предполагают локализацию части 5f электронов. Для моделирова-
5 В апреле 2000 г. Джон Cappao из JIoc-Ала-моса вырастил монокристаллы соединений PuIn3, PuGa3 и PuSn3.
ния электронной структуры 6-плутония в конечном счете может потребоваться использование периодических моделей на основе гамильтониана Андерсона, однако разумной отправной точкой представляется ограниченное использование ОГП для 6-плутония. В связи со сходством спектров а- и 6-плутония возникало подозрение о перестройке поверхности а-плутония в 6-подобную поверхность, в частности потому, что пик у а-плутония не воспроизводится в зонных расчетах. Однако измерения с варьированием глубины вылета электронов не подтверждают это. Измерения на монокристаллах в будущем откроют целую новую область в исследовании плутониевых материалов. ¦
ЛИТЕРАТУРА
Arko, A. J., J. J. Joyce, and L. Morales 1999.
J. Alloys and Comp. 286: 14.
Arko, A. J., J. J. Joyce, L. E. Cox, L. Morales,
J. Sarrao, J. L. Smith, et al. 1998. J. Alloys and Comp. 826: 271.
Blank, H., and R. Linder, eds. 1976. Plutonium 1975 and Other Actinides. 1976. North Holland: American Elsevier.
Fano, U. 1961. Phys. Rev. 124: 1886.
Freeman, A. J., and J. B. Darby, eds. 1974. The Actinides'. Electronic Structure and Related Properties. Vols. I and II. New York: Academic Press.
Gunnarsson, O., and K. Schonhammer. 1987.
In Handbook of the Physics and Chemistry of Rare Earths, Vol. 10, p. 103. Edited by K. A. Gschneidner, Jr., L. Eyring, and S. Huffner. Amsterdam: Elsevier Publishers.
Lee, P. A., T. M. Rice, J. W. Serene, L. J. Sham, J. W. Wilkins. 1986. Commun. Cond. Matter Phys. 12: 99.
Lynch, D. W., and J. H. Weaver. 1987. In Handbook of the Physics and Chemistry of Rare Earths, Vol. 10. Edited by K. A. Gschneidner, Jr., L. Eyring, and S. Huffner. Amsterdam: Elsevier Publishers.
Miner, W. N, ed. 1970. Plutonium 1970 and Other Actinides. Nuclear Metallurgy 17,
Vols. I and II. New York: Metallurgical Society and American Mining, Metallurgical, and Petroleum Engineers.
Shirley, D. A. 1978. In Topics in Applied Physics: Photoemission in Solids, Vol. 26, p. 192. Edited by M. Cardona and L. Ley. New York: Springer-Verlag.
Yeh, J. J., and I. Lindau 1985. At. Data Nucl. Data Tables 32: I.
186
Los Alamos Science Number 26 2000
Фотоэлектронная спектроскопия а- и 6-плутония
Алоизиусу Дж. Арко присвоена степень доктора философии в области физики конденсированного вещества в Северо-Западном университете. В настоящее время он является сотрудником Лос-Аламосской национальной лаборатории. Основная область его научных интересов - фотоэлектронная спектроскопия материалов с узкими зонами. Арко является членом Американского научного общества и Научного общества Лос-Аламосской национальной лаборатории. В знак признания его вклада в проводимые в Лаборатории исследования он удостоен премии Научного общества Лос-Аламосской национальной лаборатории и награды за выдающиеся достижения. В последнее время он проявляет особый интерес к исследованию плутония и его соединений с использованием уникальных возможностей источника излучения на основе лазерной плазмы для фотоэмиссии.
