Аномалии температурной зависимости вклада в скорость звука от гибридизированных электронных состояний на примесях переходного элемента

Abstract

Исследована температурная зависимость скорости звука в кристаллах селенида ртути с примесями железа малой концентрации. Эксперименты проведены в интервалах концентраций и температур, в которых ранее были обнаружены проявления гибридизированных электронных состояний на примесях железа. Установлено, что при температурах ниже 10 К скорость медленной поперечной ультразвуковой волны имеет аномальный немонотонный участок температурной зависимости, который связан с влиянием примесей и отражает существование гибридизированных состояний. Наблюдаемые аномалии скорости звука описываются на основе развитой теории электронного вклада в упругие модули, учитывающей эффекты гибридизации примесных состояний и межэлектронное взаимодействие. Выполнена подгонка теоретических зависимостей к экспериментальным и получена количественная информация о параметрах гибридизированных состояний и ферми-жидкостного взаимодействия.

Досліджено температурну залежність швидкості звуку в кристалах селеніду ртуті з домішками заліза малої концентрації. Експерименти проведено в інтервалах концентрацій та температур, у яких раніше було виявлено прояви гібридизованих електронних станів на домішках заліза. Встановлено, що при температурах нижче 10 К швидкість повільної поперечної ультразвукової хвилі має аномальну немонотонну область температурної залежності, яка пов'язана із впливом домішок та відображає існування гібридизованих станів. Аномалії швидкості звуку, які спостерігаються, описуються на основі розвиненої теорії електронного внеску в пружні модулі, що враховує ефекти гібридизації домішкових станів та міжелектронну взаємодію. Виконано підгонку теоретичних залежностей до експериментальних і отримано кількісну інформацію щодо параметрів гібридизованих станів і фермі-рідинної взаємодії.

The temperature dependence of sound velocity has been studied in mercury selenide crystals with iron impurities. The experiments were performed in the concentrations and temperatures ranges, where the manifestations of hybridized electron states in iron impurities have been revealed before. It is established that below 10 K the temperature dependence of slow transverse ultrasound wave velocity displays an anomalous nonmonotone section that is due to the influence of impurities and gives evidence of the existence of hybridized states. The observed anomalies of sound velocity are described by using the developed theory of electron contribution to elastic moduli, taking into account the effects of impurity state hybridization and electron–electron interaction. We have fitted the theoretical dependences to the experimental ones and have obtained quantitative information on the parameters of hybridized states and Fermi-liquid interaction.