Юный техник 1975-07, страница 49

друга), а в диэлектриках и полупроводниках щель есть, причем в полупроводниках она уже, а в диэлектриках шире.

Таким образом, зонная теория гласит: «виновники» тока — валентные электроны. Участвуя во внутриатомном движении и одновременно путешествуя по узлам кристаллической решеткй от атома к атому, электроны переходят из заполненных валентных зон в вакантные зоны проводимости и создают ток. Легко преодолевая узкую щель в полупроводниках, свободно переходя из зоны в зону в металлах, они не могут при нормальной температуре преодолеть запрещенную щель в диэлектриках

Остановимся пока на этом. Заметим лишь, что зонная теория оказалась почти всемогущей. Как шляснилось, область ее применения шире, чем могли предполагать ее создатели, строившие ее для идеальной модели вещества.

ЕСЛИ НАЛОЖИТЬ ПОЛЕ

После того как картина размещения зон стала ясна физикам, возник неминуемый соблазн — изменяя внешние условия (температуру, давление), попытаться эти зоны «тасовать». При нагреве диэлектрика, например, электроны из нижней валентной зоны легко перепрыгивали в верхнюю зону проводимости, и диэлектрики становились проводниками. То же происходило и под высоким давлением. Такие переходы из состояния в состояние — фазовые переходы (из фазы в фазу), как их называют физики — уже

к 50-м годам были тщательно изучены.

Конечно, ученым хотелось бы расширить класс изучаемых фазовых переходов в твердых телах, ну, например, попытаться обнаружить такие переходы при понижении температуры или при наложении очень мощного магнитного поля, или лри том и другом вместе. А предположения о том, что и такие переходы можно обнаружить, высказывались теоретиками. Но на этом пути были существенные трудности. Во-первых, механизм воздействия магнитного поля иа электрон был неясен. Во-вторых, такие эксперименты требовали сверхсильных магнитных полей, а создавать такие поля тогда еще не научились.

Два выдающихся советских физика — академики Л. Д. Ландау и П. Л. Капица — решили эти проблемы. Л. Д. Ландау теоретически полностью объяснил механизм взаимодействия электрон — поле, П. Л. Капица создал установку, в которой было получено искусственное магнитное поле напряженностью 300 тысяч эрстед. Этими открытиями и воспользовались исследователи твердого тела.

В 1967 году группа ученых Московского университета — профессор Н. Б. Брандт, старшие научные сотрудники Е. А. Свисто-ва и С. М. Чудинов — занялась кропотливым изучением влияния сверхсильных магнитных полей на твердое тело. Уже к 70-му году в результате этих работ был накоплен значительный экспериментальный материал. Были обнаружены разнообразные фазовые переходы: металл — полупроводник — металл, полупроводник — «квазиметалл», различные сложные переходы под действием поля и низких температур. Но для теоретиков эти результаты не представлялись чем-то новым: все объяснялось легко

47