КВАЗИОДНОМЕРНЫЕ ПРОВОДНИКИ

Кристаллич. вещества, у к-рых электропроводность вдоль избранного направления ст.. значительно превышает электропроводность s^ в перпендикулярной плоскости : s?->s^.

Такая анизотропия св-в связана с особенностями крист. строения, из-за к-рых движение эл-нов в кристалле явл. одномерным. Так, в решётке, образованной комплексами, содержащими атомы переходных металлов, напр. в кристалле R2Pt (CN4)B0,3•ЗН2O (рис.), атомы Pt образуют параллельные цепочки, окружённые группами CN. Благодаря малому расстоянию (2,88 А) между атомами Pt в цепочке электронные оболочки атомов Pt сильно перекрываются, в результате чего становится возможным переход эл-нов от одного атома Pt к другому, т. е. возможен электрич. ток вдоль цепочки. Электропроводность кристалла вдоль оси с оказывается довольно высокой (при комнатной температуре s?=3•102 (Ом•м)-1, s?/s^» 2•102).

Другой класс К. п. образуют в-ва, молекулы к-рых содержат комплекс тетрацианохинодиметана (TCNQ). При кристаллизации эти комплексы выстраиваются в линейные цепочки, что обусловливает проводимость вдоль цепочек (s? = 2•102 (Ом•м)-1, s?/s^=10—103).

Известны К. п. с ПП и металлич. типами проводимости. Чисто металлич. проводимость у макроскопич. образцов наблюдать не удаётся, т. к. неизбежные структурные дефекты приводят к разрывам проводящих цепочек, имеющих поперечные размеры порядка атомных. Чтобы преодолеть места разрывов, эл-н должен обладать заметной энергией. Проводимость всех известных К. п. носит активац. хар-р, т. е. при T?300—400 К s=ехр(-D/T), где D — энергия активации (=10-1—10-2 эВ). При малой D наблюдаются диэлектрич. св-ва К. п, (диэлектрич. проницаемость e=103).

Исследование К. п. в значит. степени было стимулировано идеей У. А. Литла (США, 1964) о возможности высокотемпературной сверхпроводимости в одномерных проводниках. Однако оказалось, что все известные К. п. с металлич. проводимостью неустойчивы по отношению к изменению периода крист. решётки (в простейшем случае к удвоению), к-рое сопровождается расщеплением частично заполненной зоны проводимости на целиком заполненную подзону и пустые подзоны. В результате при понижении темп-ры К. п. претерпевает переход в диэлектрич. состояние (переход Пайерлса).

Кписталлическая структура K2Pt(CN4)B0,3•2,7H2O: а — в плоскости аb; б — в плоскости ас.

Этот переход сопровождается перестройкой фононного спектра (что проявляется в экспериментах по рассеянию нейтронов или рентг. лучей), изменением оптич. св-в, проводимости, электронной теплоёмкости, парамагн. восприимчивости и т.д. Переход К. п. в диэлектрич. состояние может быть также связан с межэлектронным вз-ствием (переход Мотта).

К. п. могут быть созданы помещением металла в сильное магн. поле H. Благодаря поперечному магнетосопротивлению Dp=H2; в совершенных монокристаллах металлов при Т= =4 К уже в полях Н порядка неск. кЭ достигается s?/s^= 103—106.

Двухмерная слоистая крист. структура может привести к квазидвумерной проводимости; пример — графит, обладающий гексагональной структурой с межплоскостным расстоянием вдоль оси 6,69? и межат. расстоянием в гексагональной плоскости 2,45?. Это различие приводит к s^/s? »104.