Электронная структура ниобия и тантала

Были рассчитаны полосные структуры и поверхности Ферми ниобия и тантала методом дополненных плосколинейных волн (APW). Релятивистские эффекты были учтены в расчётах для тантала, но не для ниобия. Полученные поверхности Ферми ниобия и тантала схожи с ранее предложенной автором моделью поверхности Ферми для переходных металлов ванадиевой группы. Эта модель содержит замкнутые дырочные карманы, центрированные в симметричных точках Γ и N кубической решётки с основанием в центре (bcc) зоны Бриллюэна, а также многосвязный дырочный лист, простирающийся от Γ до H вдоль направлений ⟨100⟩. Были вычислены площади и циклотронные массы замкнутых экстремальных орбит на поверхностях Ферми ниобия и тантала в зависимости от направления магнитного поля в плоскостях {100} и {110}. Вычисленные площади количественно согласуются с недавними экспериментальными результатами; максимальные расхождения составляют 18% для ниобия и 10% для тантала. Влияние анизотропии поверхности Ферми ниобия на температурную зависимость верхнего критического поля было оценено в рамках теории Хоэнберга–Версхамера. Результаты этого расчёта переоценивают экспериментально наблюдаемый эффект приблизительно в 2,5 раза.