Аномалия магнитной восприимчивости в виде ступеньки в кристаллах с вырожденными электронными энергетическими зонами

Abstract

Показано, что зависимость магнитной восприимчивости электронов в кристалле от их химического потенциала может иметь вид резкой ступеньки. Эта необычная аномалия магнитной восприимчивости возможна только при определенном типе вырождения двух электронных энергетических зон в точке зоны Бриллюэна кристалла, и если химический потенциал находится в окрестности энергии вырождения. В частности, такое вырождение зон имеет место в кристаллах со структурой А-15 (например, в V₃Si). Полученные результаты могут быть использованы для объяснения сильных температурных зависимостей магнитной восприимчивости, наблюдаемых в сверхпроводящих материалах с этой структурой в нормальном состоянии.

Показано, що залежність магнітної сприйнятливості електронів у кристалі від їхнього хімічного потенціалу може мати вигляд різкої сходинки. Ця незвичайна аномалія магнітної сприйнятливості можлива тільки при певному типі виродження двох електронних енергетичних зон у точці зони Бріллюєна кристала, і якщо хімічний потенціал знаходиться поблизу енергії виродження. Зокрема, таке виродження зон має місце в кристалах зі структурою А-15 (наприклад, в V₃Si). Отримані результати можуть бути використані для пояснення сильних температурних залежностей магнітної сприйнятливост і, які спостерігаються у надпровідних матеріалах з цією структурою у нормальному стані.

It is shown that the dependence of magnetic susceptibility of electrons in a crystal on their chemical potential is of a sharp step shape. This unusual anomaly of the magnetic susceptibility may occur only under a certain type of degeneracy of two electron-energy bands at a point of the Brillouin zone and if the chemical potential is in the vicinity of the degenerate energy. In particular, this type of degeneracy occurs in compounds with the crystal structure A-15 (e.g., in V₃Si). The results obtained can be used to explain the known strong temperature dependences of magnetic susceptibility of A-15 superconductors when they are in the normal state.