α-铁中碳的扩散：量子机械隧穿的证据
材料科学
2007-05-23 v1
摘要
最近的实验数据表明，α-铁中碳的扩散系数在液氮温度以下与经典方法的观察温度依赖性不符。随着温度降低至液氮温度以下，扩散常数趋于一个接近无温度依赖的值，而非继续其激活趋势。这一低温分支似乎特征于一种在基态下主导隧穿的量子机械过程。同时，我们采用发生概率方法来描述整体的温度依赖性作为一个连续的速率。在 adiabatic 近似下，电子本征值随核坐标参数化，取为势能来控制核的运动。所得速率涉及所有水平-隧穿能量守恒的弹性跃迁，针对迁移原子的量化能级。在温度升高至 100 K 以下时，虽然仍有微小但显著的斜率，可通过补充一个平行的单声子非弹性隧穿速率来处理，以超出基本弹性隧穿速率。我们的组合方法与实验数据良好一致。特别是，从不可压缩中子散射数据中得到的碳振动频率几乎与其一致。迁移障碍也被发现位于 α-铁的预期范围内。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0510589,
title = {Carbon diffusion in alpha-iron: Evidence for quantum mechanical tunneling},
author = {Ludwik Dabrowski and Alexander Andreev and Mladen Georgiev},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0510589},
year = {2007}
}
备注
12 pages, 3 figures, 1 table; pdf format