КВАЗИОДНОМЕ́РНЫЕ СОЕДИНЕ́НИЯ

КВАЗИОДНОМЕ́РНЫЕ СОЕДИНЕ́НИЯ, кри­стал­лы с це­по­чеч­ным ти­пом кри­стал­лич. упа­ков­ки. Вол­но­вые функ­ции элек­тро­нов в К. с. силь­но пе­ре­кры­ва­ют­ся в од­ном на­прав­ле­нии и сла­бо – в двух дру­гих. Элек­трон­ный спектр К. с. ани­зо­тро­пен, и ши­ри­на зо­ны про­во­ди­мо­сти вдоль це­по­чек зна­чи­тель­но пре­вос­хо­дит ши­ри­ну зо­ны в на­прав­ле­нии, пер­пен­ди­ку­ляр­ном це­поч­кам. В ре­зуль­та­те элек­тро­про­вод­ность $\sigma_\parallel$ вдоль це­по­чек зна­чи­тель­но пре­вы­ша­ет элек­тро­про­вод­ность $\sigma_\perp$ в пер­пен­ди­ку­ляр­ных на­прав­ле­ни­ях.

К. с. яв­ля­ют­ся плос­ко­квад­рат­ные ком­плек­сы ти­па $\ce {K2[Pt(CN)4Br_{0,3}] \cdot xH2O}$ и кри­стал­лы из по­ли­ме­ров, напр. по­ли­аце­ти­ле­на $\ce {(-CH=CH-)_x}$ и нит­ри­да се­ры $\ce {(SN)_x}$. В кри­стал­ле $\ce {K_2 Pt(CN)4Br_{0,3} \cdot 3H2O}$ ато­мы Pt об­ра­зу­ют па­рал­лель­ные це­поч­ки (рис.). Вслед­ст­вие не­боль­шо­го рас­стоя­ния (0,288 нм) ме­ж­ду ато­ма­ми Pt в це­поч­ке их элек­трон­ные обо­лоч­ки силь­но пе­ре­кры­ва­ют­ся, в ре­зуль­та­те че­го ста­но­вит­ся воз­мож­ным пе­ре­ход элек­тро­нов от од­но­го ато­ма к дру­го­му, т. е. воз­ни­ка­ет элек­трич. ток вдоль це­поч­ки. Пе­ре­ско­ки же элек­тро­нов ме­ж­ду це­поч­ка­ми силь­но за­труд­не­ны из-за боль­шо­го меж­це­по­чеч­но­го рас­стоя­ния. В ре­зуль­та­те при ком­нат­ной темп-ре $\sigma_\parallel/ \sigma_\perp \approx 2 \cdot 10^2$.

Др. класс К. п. об­ра­зу­ют ион-ра­ди­каль­ные со­ли на ос­но­ве пло­ских ор­га­нич. мо­ле­кул ти­па тет­ра­циа­но­хи­но­ди­ме­та­на (TCNQ), тет­ра­тиа­фуль­ва­ле­на (TTF) или тет­ра­ме­тил­тет­ра­се­ле­на­фуль­ва­ле­на (TMTSF). Пло­ские ор­га­нич. мо­ле­ку­лы в кри­стал­лах это­го ти­па ук­ла­ды­ва­ют­ся в стоп­ки, и элек­тро­ны мо­гут сво­бод­но дви­гать­ся вдоль стоп­ки, но пе­ре­ско­ки элек­тро­нов ме­ж­ду стоп­ка­ми за­труд­не­ны из-за их боль­шо­го уда­ле­ния друг от дру­га ($\sigma_\parallel/ \sigma_\perp$ по­ряд­ка 10-10³).

Не­ор­га­нич. со­еди­не­ния, напр. три­халь­ко­ге­ни­ды (TaS₃, NbSe₃), так­же мо­гут об­ра­зо­вы­вать кри­стал­лы ква­зи­од­но­мер­но­го ти­па с це­по­чеч­ной струк­ту­рой и силь­ной ани­зо­тро­пи­ей элек­трон­ных свойств.

Мно­гие К. с. яв­ля­ют­ся ме­тал­ла­ми при ком­нат­ной темп-ре, но при по­ни­же­нии темп-ры пе­ре­хо­дят в ди­элек­трич. со­стоя­ние в ре­зуль­та­те струк­тур­но­го пе­ре­хо­да Пай­ерл­са (см. Пе­ре­ход ме­талл – ди­элек­трик

), ан­дер­со­нов­ской ло­ка­ли­за­ции

 >>

элек­тро­нов (вслед­ст­вие не­упо­ря­до­чен­но­сти струк­ту­ры) или из-за силь­но­го ку­ло­нов­ско­го от­тал­ки­ва­ния элек­тро­нов (т. н. пе­ре­ход Хаб­бар­да; см. в ст. Мот­тов­ские ди­элек­три­ки

 >>

). Пе­ре­ход Пай­ерл­са об­на­ру­жен во мно­гих ор­га­нич. кри­стал­лах (напр., TTF-TCNQ) и три­халь­ко­ге­ни­дах (TaS₃). Из­вест­ны К. с., ко­то­рые яв­ля­ют­ся пай­ер­лсов­ски­ми ди­элек­три­ка­ми уже при ком­нат­ной темп-ре, напр. по­ли­аце­ти­лен. В то же вре­мя не­ко­то­рые К. с. со сла­бой ани­зо­тро­пи­ей ос­та­ют­ся ме­тал­ла­ми при всех темп-pax и мо­гут пе­ре­хо­дить в сверх­про­во­дя­щее со­стоя­ние при ох­ла­ж­де­нии. К та­ким сис­те­мам от­но­сят­ся ор­га­ни­че­ские сверх­про­вод­ни­ки

 >>

, напр. (TMTSF)₂ClO₄, (SN)_x.