Festkörperphysik II - Technische Universität Wien
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2.5. INVAR-MATERIALIEN 27 Abbildung 2.24: Differentielle Leitfähigkeit dI/dV eines Metall/Bündel einwandiger Kohlenstoff-Nanoröhrchen/Metall-Tunnelkontakts (Skizze). Die Rohdaten des Teilbildes sind im Hauptbild skaliert dargestellt [Bockrath et al., Nature 397 (1999) 598]. tive magnetische Moment mit steigender Temperatur zunimmt. Dies wird so interpretiert, dass mit steigender Temperatur mehr und mehr Yb-Atome vom diamagnetischen Valenzzustand Yb 2+ in den paramagnetischen Valenzzustand Yb 3+ übergehen (effektives Moment von freiem Yb 3+ -Ion: 4,54 µB). Da das Volumen von Yb 3+ wesentlich kleiner ist als jenes von Yb 2+ bedingt dieser Effekt eine Volumenverkleinerung mit steigender Temperatur (negative thermische Ausdehnung). Kombiniert mit der normalen (Phononen-bedingten) positiven thermischen Ausdehnung ergibt sich insgesamt der experimentell beobachtete Invar-Effekt (Abb.2.27). Die elementaren Anregungen dieses Valenzübergangs sind Valenzfluktuationen.
28 KAPITEL 2. MATERIALIEN DER AKTUELLEN FORSCHUNG Abbildung 2.25: Oben: Thermischer Ausdehnungskoeffizient von Fe-Ni-Invar im Vergleich zu normalem Stahl. Für hohe Temperaturen folgt der Ausdehnungskoeffizient wieder dem Grüneisengesetz. Unten: Thermischer Ausdehnungskoeffizient von Fe-Ni-Invar bei 300 K als Funktion der Ni-Konzentration.
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28 KAPITEL 2. MATERIALIEN DER AKTUELLEN FORSCHUNG<br />
Abbildung 2.25: Oben: Thermischer Ausdehnungskoeffizient von Fe-Ni-Invar im Vergleich<br />
zu normalem Stahl. Für hohe Temperaturen folgt der Ausdehnungskoeffizient wieder dem<br />
Grüneisengesetz. Unten: Thermischer Ausdehnungskoeffizient von Fe-Ni-Invar bei 300 K als<br />
Funktion der Ni-Konzentration.
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