ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛОСЫ ПОГЛОЩЕНИЯ НИКЕЛЯ И ЕГО СПЛАВОВ

В.Л. Ткалич, А.В. Воробьев, Д.В. Кузьмин, М.А. Коробейникова

Санкт-Петербургский Государственный университет информационных технологий, механики и оптики, Россия

В работе проводились экспериментальные исследования полосы поглощения никеля и его сплава с марганцем () в ближней УФ области спектра с малым шагом дискретности по длинам волн в широком диапазоне температур (80 - 760 К) при помощи эллипсометрического метода Битти.

По измеренным оптическим постоянным n (показатель преломления) и(показатель поглощения) вычислялись величины(- частота света) и( диэлектрическая проницаемость).

Оказалось, что фундаментальная полоса поглощения (ФПП) Ni в ближней УФ области спектра отчетливо проявляется в виде максимума на его дисперсионной кривой проводимости, в контуре которого заметна асимметрия, связанная, вероятно, с наличием перекрывающихся пиков. Для их разделения был применен метод, основанный на использовании аналитических свойств комплексной диэлектрической проницаемости, которая непосредственно связана с межзонными переходами.

Из сделанных расчетов кривых плотности состояний для подзон со спинами () и () сплавапроведенных в приближении когерентного потенциала следует, что

для концентраций Mn, вплоть до s = 0.10, плотность состояний в сплаве для подзоны со спином () уменьшается на уровне Ферми по сравнению с плотностью состояний чистого Ni. Поэтому в сплаве при условии равенства вероятностей перехо-дов в обеих подполосах интенсивность поглощения для перехода, формирующегося в подзоне со спином () - L₁- L₃, должна уменьшиться в соответствии с соотношением Берглунда - Спайсера. Вследствие этого длинноволновая подполоса поглощения будет выражена в максимуме дисперсионной кривой световой проводимости сплава слабее, чем соседняя коротковолновая подполоса, связанная с переходами электронов в подзоне со спином () - L1-L3.

При повышении температуры взаимное смещение подполос поглощения должно уменьшиться и практически исчезнуть при достижении температуры Кюри (T_K). Поэтому, очевидно, и отсутствует асимметрия в контуре основной полосы поглощения сплава при 760 К⁰, поскольку для него T_K = 500 К⁰.

Таким образом, полученные результаты при изучении межзонного поглощения Ni и сплавав ближней УФ области спектра наряду с существующими расчета-ми их электронной структуры дают основание считать, что это поглощение связано с прямыми межзонными переходами со дна d - зоны в состояния, тесно примыкающие к уровню Ферми.