Аномальная звуковая прозрачность в условиях эффекта отклонения

Обнаружено и исследовано явление аномальной звуковой прозрачности в образцах Ga высокой чистоты в условиях эффекта отклонения, обусловленное резонансным связыванием высокочастотных упругих волн со слабозатухающими собственными электромагнитными волнами металла....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2004
Hauptverfasser:	Бурма, Н.Г., Петришин, А.И., Рябуха, Н.А., Филь, В.Д.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2004
Schriftenreihe:	Физика низких температур
Schlagworte:	Электpонные свойства металлов и сплавов
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/119447
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Аномальная звуковая прозрачность в условиях эффекта отклонения / Н.Г. Бурма, А.И. Петришин, Н.А. Рябуха, В.Д. Филь // Физика низких температур. — 2004. — Т. 30, № 2. — С. 205-208. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-119447
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1194472017-06-07T03:05:25Z Аномальная звуковая прозрачность в условиях эффекта отклонения Бурма, Н.Г. Петришин, А.И. Рябуха, Н.А. Филь, В.Д. Электpонные свойства металлов и сплавов Обнаружено и исследовано явление аномальной звуковой прозрачности в образцах Ga высокой чистоты в условиях эффекта отклонения, обусловленное резонансным связыванием высокочастотных упругих волн со слабозатухающими собственными электромагнитными волнами металла. Знайдено та досліджено явище аномальної прозорості у зразках Ga високої чистоти в умовах ефекта відхилення, зумовлене резонансним зв’язуванням високочастотних пружних хвиль зі слабкозгасаючими власними електромагнітними хвилями металу. An anomalous sound transparency under the fulfilment of the tilt-effect conditions is discovered and investigated in high purity Ga single crystals. The anomaly is found to be due to the resonance coupling of high-frequency elastic waves with low-damping electromagnetic modes of the metal. 2004 Article Аномальная звуковая прозрачность в условиях эффекта отклонения / Н.Г. Бурма, А.И. Петришин, Н.А. Рябуха, В.Д. Филь // Физика низких температур. — 2004. — Т. 30, № 2. — С. 205-208. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 43.35.+d http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/119447 ru Физика низких температур Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Электpонные свойства металлов и сплавов Электpонные свойства металлов и сплавов
spellingShingle	Электpонные свойства металлов и сплавов Электpонные свойства металлов и сплавов Бурма, Н.Г. Петришин, А.И. Рябуха, Н.А. Филь, В.Д. Аномальная звуковая прозрачность в условиях эффекта отклонения Физика низких температур
description	Обнаружено и исследовано явление аномальной звуковой прозрачности в образцах Ga высокой чистоты в условиях эффекта отклонения, обусловленное резонансным связыванием высокочастотных упругих волн со слабозатухающими собственными электромагнитными волнами металла.
format	Article
author	Бурма, Н.Г. Петришин, А.И. Рябуха, Н.А. Филь, В.Д.
author_facet	Бурма, Н.Г. Петришин, А.И. Рябуха, Н.А. Филь, В.Д.
author_sort	Бурма, Н.Г.
title	Аномальная звуковая прозрачность в условиях эффекта отклонения
title_short	Аномальная звуковая прозрачность в условиях эффекта отклонения
title_full	Аномальная звуковая прозрачность в условиях эффекта отклонения
title_fullStr	Аномальная звуковая прозрачность в условиях эффекта отклонения
title_full_unstemmed	Аномальная звуковая прозрачность в условиях эффекта отклонения
title_sort	аномальная звуковая прозрачность в условиях эффекта отклонения
publisher	Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
publishDate	2004
topic_facet	Электpонные свойства металлов и сплавов
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/119447
citation_txt	Аномальная звуковая прозрачность в условиях эффекта отклонения / Н.Г. Бурма, А.И. Петришин, Н.А. Рябуха, В.Д. Филь // Физика низких температур. — 2004. — Т. 30, № 2. — С. 205-208. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
series	Физика низких температур
work_keys_str_mv	AT burmang anomalʹnaâzvukovaâprozračnostʹvusloviâhéffektaotkloneniâ AT petrišinai anomalʹnaâzvukovaâprozračnostʹvusloviâhéffektaotkloneniâ AT râbuhana anomalʹnaâzvukovaâprozračnostʹvusloviâhéffektaotkloneniâ AT filʹvd anomalʹnaâzvukovaâprozračnostʹvusloviâhéffektaotkloneniâ
first_indexed	2025-07-08T15:53:20Z
last_indexed	2025-07-08T15:53:20Z
_version_	1837094667331567616
fulltext	Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 2, ñ. 205–208 Àíîìàëüíàÿ çâóêîâàÿ ïðîçðà÷íîñòü â óñëîâèÿõ ýôôåêòà îòêëîíåíèÿ Í.Ã. Áóðìà, À.È. Ïåòðèøèí, Í.À. Ðÿáóõà, Â.Ä. Ôèëü Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò íèçêèõ òåìïåðàòóð èì. Á.È. Âåðêèíà ÍÀÍ Óêðàèíû ïð. Ëåíèíà, 47, ã. Õàðüêîâ, 61103, Óêðàèíà E-mail: fil@ilt.kharkov.ua Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 10 èþëÿ 2003 ã., ïîñëå ïåðåðàáîòêè 23 èþëÿ 2003 ã. Îáíàðóæåíî è èññëåäîâàíî ÿâëåíèå àíîìàëüíîé çâóêîâîé ïðîçðà÷íîñòè â îáðàçöàõ Ga âû- ñîêîé ÷èñòîòû â óñëîâèÿõ ýôôåêòà îòêëîíåíèÿ, îáóñëîâëåííîå ðåçîíàíñíûì ñâÿçûâàíèåì âû- ñîêî÷àñòîòíûõ óïðóãèõ âîëí ñî ñëàáîçàòóõàþùèìè ñîáñòâåííûìè ýëåêòðîìàãíèòíûìè âîëíàìè ìåòàëëà. Çíàéäåíî òà äîñë³äæåíî ÿâèùå àíîìàëüíî¿ ïðîçîðîñò³ ó çðàçêàõ Ga âèñîêî¿ ÷èñòîòè â óìî- âàõ åôåêòà â³äõèëåííÿ, çóìîâëåíå ðåçîíàíñíèì çâ’ÿçóâàííÿì âèñîêî÷àñòîòíèõ ïðóæíèõ õâèëü ç³ ñëàáêîçãàñàþ÷èìè âëàñíèìè åëåêòðîìàãí³òíèìè õâèëÿìè ìåòàëó. PACS: 43.35.+d Âçàèìîäåéñòâèå âûñîêî÷àñòîòíîãî (�� 1, ãäå � — öèêëè÷åñêàÿ ÷àñòîòà çâóêà, � — âðåìÿ ðåëàê- ñàöèè ýëåêòðîíîâ) çâóêà ñ áàëëèñòè÷åñêèìè è âîë- íîâûìè âîçáóæäåíèÿìè ïëàçìû ìåòàëëà ìîæåò ïðèâîäèòü â íåêîòîðûõ ñèòóàöèÿõ ê ïîÿâëåíèþ äî- ïîëíèòåëüíûõ ýôôåêòèâíûõ ìåõàíèçìîâ ðàñïðî- ñòðàíåíèÿ óïðóãîé äåôîðìàöèè. Åñëè çàòóõàíèå îñ- íîâíîãî çâóêîâîãî ñèãíàëà âåëèêî, òî åãî àìïëèòóäà ìîæåò îêàçàòüñÿ çíà÷èòåëüíî ìåíüøå àìïëèòóäû ñèãíàëîâ çà ñ÷åò äîïîëíèòåëüíûõ ìåõàíèçìîâ ðàñ- ïðîñòðàíåíèÿ óïðóãîé äåôîðìàöèè, ÷òî è îïðåäåëÿ- åò ÿâëåíèå çâóêîâîé ïðîçðà÷íîñòè ìåòàëëà. Â ñëó÷àå âçàèìîäåéñòâèÿ çâóêà ñ áàëëèñòè÷åñêè- ìè âîçáóæäåíèÿìè àíîìàëüíàÿ çâóêîâàÿ ïðîçðà÷- íîñòü ìîæåò íàáëþäàòüñÿ, ïî-âèäèìîìó, â ñëàáûõ ìàãíèòíûõ ïîëÿõ (qrH �� 1, q — âîëíîâîå ÷èñëî, rH — ðàäèóñ îðáèòû ýëåêòðîíîâ â ìàãíèòíîì ïîëå H) çà ñ÷åò ýëåêòðîííîãî ïåðåíîñà çâóêà [1,2] â ìå- òàëëàõ ñ ïëîñêèìè ó÷àñòêàìè ïîâåðõíîñòè Ôåðìè (ÏÔ)). Â òàêèõ ìåòàëëàõ çàòóõàíèå îñíîâíîãî çâóêîâîãî ñèãíàëà ïðè åãî ñèíõðîííîì äâèæåíèè ñ ýëåêòðîíàìè óïëîùåíèÿ âåñüìà âåëèêî [3] è ëèíåéíî âîçðàñòàåò ñ ÷àñòîòîé �, à çàòóõàíèå ïåðåíîñèìûõ ýëåêòðîíàìè çâóêîâûõ ñèãíàëîâ îïðåäåëÿåòñÿ ðå- ëàêñàöèîííûìè ïðîöåññàìè è îò ÷àñòîòû çâóêà íå çàâèñèò. Â ðåçóëüòàòå, íà÷èíàÿ ñ íåêîòîðîé ÷àñòîòû çâóêà (èëè òîëùèíû îáðàçöà), ñëåäóåò îæèäàòü, ÷òî àìïëèòóäà îñíîâíîãî çâóêîâîãî ñèãíàëà áóäåò ìà- ëîé ïî ñðàâíåíèþ ñ àìïëèòóäîé ñèãíàëîâ, ïåðåíîñè- ìûõ ýëåêòðîíàìè. Â íàñòîÿùåé ðàáîòå ïðèâîäÿòñÿ ðåçóëüòàòû èñ- ñëåäîâàíèÿ àêóñòè÷åñêîé ïðîçðà÷íîñòè ìåòàëëà â óñ- ëîâèÿõ ñóùåñòâîâàíèÿ ýôôåêòà îòêëîíåíèÿ (ÝÎ), âïåðâûå íàáëþäàâøåãîñÿ Ðåíåêåðîì íà âèñìóòå [4]. Êàê èçâåñòíî, ÝÎ ÿâëÿåòñÿ ïîðîãîâûì ýôôåêòîì â ðåçîíàíñíîì ïîãëîùåíèè çâóêà â êëàññè÷åñêè ñèëü- íûõ ìàãíèòíûõ ïîëÿõ (qrH �� 1) â óñëîâèÿõ ñèëü- íîé âðåìåííîé äèñïåðñèè �� 1. Óñëîâèå ðåçî- íàíñíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ýëåêòðîíîâ ñî çâóêîì âûïîëíÿåòñÿ íà÷èíàÿ ñ íåêîòîðîãî ïîðîãîâîãî óãëà �0 � S/VH max, óäîâëåòâîðÿþùåãî óñëîâèþ © Í.Ã. Áóðìà, À.È. Ïåòðèøèí, Í.À. Ðÿáóõà, Â.Ä. Ôèëü, 2004 Çäåñü è äàëåå èñïîëüçóåòñÿ èñòîðè÷åñêè ñëîæèâøèéñÿ òåðìèí «ïëîñêèå» (óïëîùåííûå) ó÷àñòêè ÏÔ. Íà ñàìîì äåëå èìåþòñÿ â âèäó îáúåêòû, èìåþùèå äîñòàòî÷íî áîëüøèå ðàçìåðû (�p>>pF/qvF�), íà êîòîðûõ ïðîåêöèÿ ôåð- ìèåâñêîé ñêîðîñòè íà çàäàííîå íàïðàâëåíèå ïðàêòè÷åñêè ïîñòîÿííà (�vF/vF << 1/qvF�). Â ñëó÷àå ïðèáëèçèòåëü- íîãî ïîñòîÿíñòâà \|vF\| íà ÏÔ ýòè òðåáîâàíèÿ ïðèâîäÿò ê ãåîìåòðè÷åñêè ïëîñêèì îáúåêòàì, õîòÿ â ïðèíöèïå ìîæíî ïðåäñòàâèòü òàêîå ðàñïðåäåëåíèå vF íà ÏÔ, ÷òî ãåîìåòðè÷åñêè äàííûé ó÷àñòîê íè÷åì íå áóäåò âûäåëåí. qVH sin � �� 0, (1) S — ñêîðîñòü çâóêà; VH — ñêîðîñòü äðåéôà ýëåê- òðîíîâ âäîëü H; �/2–� —óãîë ìåæäó q è H, à ïåðå- õîä èç îáëàñòè óãëîâ � �� 0 â îáëàñòü � �� 0 ñîïðî- âîæäàåòñÿ ðåçêèì óâåëè÷åíèåì ïîãëîùåíèÿ çâóêà. Ïðè÷èíîé ïîÿâëåíèÿ àêóñòè÷åñêîé ïðîçðà÷íîñòè â ÝÎ ÿâëÿåòñÿ, ïðåäïîëîæèòåëüíî, ïåðåíîñ óïðóãîé äåôîðìàöèè ñîáñòâåííûìè ýëåêòðîìàãíèòíûìè âîë- íàìè ìåòàëëà. Ýêñïåðèìåíòû ïðîâåäåíû íà îáðàçöàõ ãàëëèÿ, èçãîòîâëåííûõ èç ìàòåðèàëà ìàðêè Ga000, íà ÷àñòî- òàõ ïðîäîëüíîãî çâóêà 50–450 ÌÃö â ìàãíèòíûõ ïî- ëÿõ äî 15 êÝ. Â óñëîâèÿõ îïûòà íàïðàâëåíèå âîëíî- âîãî âåêòîðà çâóêà ñîâïàäàëî ñ ãëàâíûìè îñÿìè êðèñòàëëà a b, è c (ñîîòâåòñòâåííî � �100 , � �010 è � �001 ) ñ òî÷íîñòüþ 0,3 . Òîëùèíà îáðàçöîâ ñîñòàâ- ëÿëà îò 0,5 äî 5 ìì. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ óñòàíîâêà ïðåäñòàâëÿëà ñîáîé àâòîìàòè÷åñêè áàëàíñèðóþùèé- ñÿ ïî ôàçå è àìïëèòóäå ìîñò ñ èññëåäóåìûì îáðàç- öîì â îäíîì èç ïëå÷åé, ðàáîòàþùèé â èìïóëüñíîì ðåæèìå, ÷òî ïîçâîëÿëî îäíîâðåìåííî ïîëó÷àòü çà- âèñèìîñòè çàòóõàíèÿ � è äèñïåðñèè ñêîðîñòè çâóêà �S/S îò óãëà � èëè îò âåëè÷èíû ìàãíèòíîãî ïîëÿ [5]. Âåëè÷èíó ïàðàìåòðà �� îïðåäåëÿëè ïî äèñïåð- ñèè ñêîðîñòè çâóêà â ìàãíèòíûõ ïîëÿõ [6]. Èäåÿ íàñòîÿùåé ðàáîòû âîçíèêëà â ïðîöåññå èçó- ÷åíèÿ ÝÎ â ãàëëèè, êîãäà â íåêîòîðûõ ñèòóàöèÿõ çàìå÷àëîñü ñèëüíîå èçìåíåíèå ôîðìû îãèáàþùåé èìïóëüñà çâóêîâîãî ñèãíàëà ïðè óãëàõ îòêëîíåíèÿ �max (�max— óãîë îòêëîíåíèÿ, ïðè êîòîðîì çàòóõà- íèå çâóêà ìàêñèìàëüíî). Ñèòóàöèÿ íàïîìèíàëà êàð- òèíó ýëåêòðîííîãî ïåðåíîñà çâóêà [1], êîãäà òàêæå íàáëþäàëîñü èçìåíåíèå ôîðìû çâóêîâîãî èìïóëüñà çà ñ÷åò èíòåðôåðåíöèè îñíîâíîãî çâóêîâîãî ñèãíàëà ñ ïîðîæäàåìûì èì æå èìïóëüñîì çâóêîâîãî ïðåä- âåñòíèêà. Â óñëîâèÿõ ÝÎ èñêàæåíèå îãèáàþùåé çâóêîâîãî ñèãíàëà ñèëüíåå âñåãî ïðîÿâëÿëîñü â ñëó÷àÿõ q b\| \| è q c\| \| ïðè íàïðàâëåíèÿõ H âáëèçè îñè a, à ïðè q a\| \| — ïðè íàïðàâëåíèÿõ ïîëÿ âáëèçè îñè b. Ñîãëàñíî ïîä- òâåðæäåííûì ìíîãî÷èñëåííûìè ýêñïåðèìåíòàìè ðàñ÷åòàì çîííîé ñòðóêòóðû ãàëëèÿ [7], íà ÏÔ èìå- þòñÿ äîñòàòî÷íî áîëüøèå óïëîùåíèÿ, ïåðïåíäè- êóëÿðíûå îñÿì a è b. Ýêñïåðèìåíòàëüíî ïëîñêèé ó÷àñòîê ÏÔ ñ îòíîñèòåëüíîé ïëîùàäüþ 1% áûë îáíàðóæåí â Ga â ðàáîòå [3]. Íàïðàâëåíèå ñêîðîñòè ýëåêòðîíîâ íà ýòîì óïëîùåíèè ïðàêòè÷åñêè ñîâïà- äàëo ñ íàïðàâëåíèåì a. Äåòàëüíîå èçó÷åíèå àêóñòè÷åñêîé ïðîçðà÷íîñòè ïðîâîäèëîñü â ãåîìåòðèè îïûòà q b\| \| , óãîë � ñêàíè- ðîâàëñÿ â ïëîñêîñòè ab. Ýòà ãåîìåòðèÿ îïûòà óäîá- íà òåì, ÷òî â íåé íàáëþäàåòñÿ îäèí ñèëüíûé ìàêñè- ìóì � �( ), à çàâèñèìîñòü ìàêñèìàëüíîé ñêîðîñòè äðåéôà îò íàïðàâëåíèÿ â êðèñòàëëå, ïîëó÷åííàÿ ïó- òåì îáðàáîòêè çàâèñèìîñòåé � �( ) äëÿ ýòîãî ìàêñè- ìóìà, òàêæå ÷àñòè÷íî ïîäòâåðæäàåò íàëè÷èå âáëèçè îñè a çíà÷èòåëüíîãî ó÷àñòêà ÏÔ ñ îäèíàêîâûì çíà- ÷åíèåì ñêîðîñòè ýëåêòðîíîâ, ðàâíûì 3 8 107, � ñì/ñ (ñì. ðèñ. 1). Ñïåöèôè÷åñêîé îñîáåííîñòüþ îïûòà â äàííîé ãåîìåòðèè ÿâëÿåòñÿ ñèëüíîå îòëè÷èå çàâèñèìîñòè �S/S îò óãëà � îò òåîðåòè÷åñêîé. Òåîðåòè÷åñêîå èçó÷åíèå ÝÎ [8,9] ïîêàçàëî, ÷òî â «õîðîøèõ» ìå- òàëëàõ, ê êîòîðûì îòíîñèòñÿ ãàëëèé, â óñëîâèÿõ ÝÎ âàæíóþ ðîëü èãðàþò, êðîìå ïðÿìîãî äåôîð- ìàöèîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, òàêæå âèõðåâûå ýëåê- òðè÷åñêèå ïîëÿ äåôîðìàöèîííîé ïðèðîäû, ñîïðîâî- æäàþùèå çâóêîâóþ âîëíó. Íà ðèñ. 2 ïðèâåäåíû ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ êðèâàÿ �S/S êàê ôóíêöèÿ �, ïîëó÷åííàÿ â óñëîâèÿõ qrH �� 1, �� 10 (ñïëîøíàÿ êðèâàÿ), è ðàñ÷åòíûå êðèâûå äëÿ ñëó÷àÿ êâàäðàòè÷- íîãî ýëåêòðîííîãî ñïåêòðà [9]. Øòðèõ-ïóíêòèðíàÿ êðèâàÿ ñîîòâåòñòâóåò ïðÿìîìó äåôîðìàöèîííîìó âçàèìîäåéñòâèþ, ïóíêòèðíàÿ — ðåçóëüòàò ïåðåíîð- ìèðîâêè ýòîãî âçàèìîäåéñòâèÿ âèõðåâûìè ïîëÿìè ñ ïîëÿðèçàöèåé âäîëü âåêòîðà H. Ïðåäñêàçûâàåìûé òåîðèåé ðåçóëüòàò ïåðåíîðìèðîâêè âåñüìà ñóùåñò- âåííûé: çíà÷èòåëüíî óìåíüøàåòñÿ ñêîðîñòü íàðàñ- òàíèÿ �S/S ïî ìåðå ïðèáëèæåíèÿ ê �0 è èñ÷åçàåò ðåçêîå óìåíüøåíèå �S/S ñ ïåðåìåíîé çíàêà â ìàëîé óãëîâîé îáëàñòè ïîñëå ïåðåõîäà ÷åðåç �0. Ñðàâ- íåíèå ðåçóëüòàòîâ ýêñïåðèìåíòà è òåîðèè ïîäòâåð- æäàåò ñóùåñòâåííóþ ðîëü âèõðåâûõ ïîëåé â óñëî- âèÿõ íàøåãî ýêñïåðèìåíòà, íî òîëüêî â îáëàñòè 206 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 2 Í.Ã. Áóðìà, À.È. Ïåòðèøèí, Í.À. Ðÿáóõà, Â.Ä. Ôèëü 10 10 10 10 0 15 30 45 60 75 90 a c 7 7 8 8 V , ñì/cHmax Ðèñ. 1. Óãëîâàÿ çàâèñèìîñòü ôåðìèåâñêîé ñêîðîñòè ýëåêòðîíîâ, äàþùèõ îñíîâíîé âêëàä â ýôôåêò îòêëîíå- íèÿ ïðè q \|\| b â ïëîñêîñòè àñ. 0 0� �� . Â îáëàñòè æå � �� 0 ïåðåíîðìèðîâêà äå- ôîðìàöèîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ðåçêî îñëàáëÿåòñÿ, ïî-âèäèìîìó, èç-çà íàðóøåíèÿ óñëîâèÿ ( )q� 2 1�� , (� — ãëóáèíà ñêèí-ñëîÿ äëÿ ýëåêòðè÷åñêèõ ïîëåé ñ ïîëÿðèçàöèåé âäîëü H). Òàêàÿ ñèòóàöèÿ âîçíèêàåò, âîçìîæíî, èç-çà âûïîëíåíèÿ óñëîâèé ñóùåñòâîâà- íèÿ ñîáñòâåííûõ ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí ìåòàëëà ïðè � �� 0. Íà ðèñ. 3 ïðîäåìîíñòðèðîâàíî ïðîÿâëåíèå ÿâëå- íèÿ çâóêîâîé ïðîçðà÷íîñòè íà ñàìîé íèçêîé ÷àñòîòå çâóêà �� 2 50� ÌÃö (�� 2,3). Çäåñü ïðèâåäåíû àâòîìàòè÷åñêèå çàïèñè � �( ), ïîëó÷åííûå íà òîíêîì ( ,L � 0 92 ìì) è òîëñòîì (L � 3 7, ìì) îáðàçöàõ (ñïëîøíûå êðèâûå), à òàêæå ðàñ÷åòíûå êðèâûå â ïðèáëèæåíèè êâàäðàòè÷íîãî ñïåêòðà äëÿ òîãî æå çíà÷åíèÿ �� (ïóíêòèð). Íà ðèñ. 3 âèäíî, ÷òî ÿâëåíèå àêóñòè÷åñêîé ïðî- çðà÷íîñòè ïðîÿâëÿåòñÿ òîëüêî íà òîëñòîì îáðàçöå â âèäå èñ÷åçíîâåíèÿ ìàêñèìóìà � �( ); çàòóõàíèå ïðè � �0 îêàçûâàåòñÿ ìåíüøå çíà÷åíèÿ ïðè � � 0, â ðå- çóëüòàòå ÷åãî çàâèñèìîñòü � �( ) îêàçûâàåòñÿ ïëàâ- íîé, áåç ìàêñèìóìà. Èíûìè ñëîâàìè, ýôôåêòû àêó- ñòè÷åñêîé ïðîçðà÷íîñòè «ñúåäàþò» ìàêñèìóì� �( ) â ÝÎ. Âûèãðûø â àìïëèòóäå óïðóãîé âîëíû çà ñ÷åò ýôôåêòà àêóñòè÷åñêîé ïðîçðà÷íîñòè, êàê âèäíî íà ðèñ. 3, ïðè � � max ñîñòàâëÿåò îêîëî 80 äÁ. Íà ðèñ. 4 ïîêàçàíà ýâîëþöèÿ ýôôåêòèâíîñòè ìå- õàíèçìà àêóñòè÷åñêîé ïðîçðà÷íîñòè â çàâèñèìîñòè îò âåëè÷èíû �� íà òîíêîì è òîëñòîì îáðàçöàõ íà ÷àñòîòå çâóêà 150 ÌÃö. Èçìåíåíèå âåëè÷èíû � ïðè ýòîì îñóùåñòâëÿëîñü èçìåíåíèåì òåìïåðàòóðû îá- ðàçöà. Ïóíêòèðíàÿ ëèíèÿ íà ðèñóíêå — ðàñ÷åò ïî ðåçóëüòàòàì ðàáîòû [9] äëÿ ñëó÷àÿ èçîòðîïíîãî êâàäðàòè÷íîãî ñïåêòðà. Â òîíêîì îáðàçöå ýôôåêò çâóêîâîãî ïðîñâåòëåíèÿ íà÷èíàåò ïðîÿâëÿòüñÿ ñ �� 2 5, , è ïðè ìàêñèìàëüíîì çíà÷åíèè �� 6 8, àì- ïëèòóäà èçìåðåííîãî ñèãíàëà ïðåâîñõîäèò åãî ðàñ- ÷åòíîå çíà÷åíèå áîëåå ÷åì íà 30 äÁ. Â òîëñòîì æå îáðàçöå ýôôåêò çâóêîâîãî ïðîñâåòëåíèÿ ïðîÿâëÿ- åòñÿ âî âñåì äèàïàçîíå ��, è ïðè �� 6 8, âûèãðûø â àìïëèòóäå èçìåðåííîé óïðóãîé êîìïîíåíòû ïî ñðàâíåíèþ ñ åå ðàñ÷åòíûì çíà÷åíèåì â çâóêîâîé âîëíå ñîñòàâëÿåò ãèãàíòñêóþ âåëè÷èíó 240 äÁ. Àíîìàëüíàÿ çâóêîâàÿ ïðîçðà÷íîñòü â óñëîâèÿõ ýôôåêòà îòêëîíåíèÿ Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 2 207 1 2 –2 0 2 4 6 8 � � 0 , ãðàä S /S ,% Ðèñ. 2. Ñðàâíåíèå ýêñïåðèìåíòàëüíîé çàâèñèìîñòè �S/S( )� (ñïëîøíàÿ êðèâàÿ) ñ ðàññ÷èòàííûìè â ïðèáëè- æåíèè êâàäðàòè÷íîãî ýëåêòðîííîãî ñïåêòðà [9]. (�� 2 � � 200 ÌÃö, �� 92, , qrH 1). Ïóíêòèð ñ òî÷êîé — ó÷åò òîëüêî ëèøü äåôîðìàöèîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ýëåêòðî- íîâ ñî çâóêîì, ïóíêòèð — ïåðåíîðìèðîâêà ýòîãî âçàè- ìîäåéñòâèÿ âèõðåâûìè ïîëÿìè. 1 20 20 40 60 80 100 120 140 � �� = 50 ÌÃö T = 1,7 K L = 0,92 ìì L = 3,7 ìì 0 , ãðàä� � , Ä Á Ðèñ. 3. Óãëîâàÿ çàâèñèìîñòü çàòóõàíèÿ çâóêîâîãî ñèãíà- ëà ïðè �� 2 50� ÌÃö (�� 23, ). Ñïëîøíûå ëèíèè — ýêñïåðèìåíò, ïóíêòèð – ðàñ÷åòíûå êðèâûå â ïðèáëèæå- íèè êâàäðàòè÷íîãî ýëåêòðîííîãî ñïåêòðà [9]. 1 2 3 4 5 6 7 8 100 200 300 400 500 600 700 �� =150 ÌÃö L = 0,97ìì L = 3,7ìì ,ä Á / ñì m ax Ðèñ. 4. Çàòóõàíèå óïðóãîé êîìïîíåíòû ñâÿçàííîé âîëíû â çàâèñèìîñòè îò �� äëÿ òîíêîãî è òîëñòîãî îáðàçöîâ. Åùå îäíèì ïðîÿâëåíèåì ýôôåêòà àêóñòè÷åñêîé ïðîçðà÷íîñòè ÿâëÿåòñÿ ïîÿâëåíèå íà êðèâîé � �( ) äîïîëíèòåëüíûõ ìàêñèìóìîâ Íà ðèñ. 5 ïðèâåäåíû çàâèñèìîñòè � �( ), ïîëó÷åííûå íà òîíêîì îáðàçöå íà ÷àñòîòàõ çâóêà 150 è 450 ÌÃö â óñëîâèÿõ ìàêñè- ìàëüíîãî ïðîÿâëåíèÿ ýôôåêòà ïðîñâåòëåíèÿ (T � = 1,7 Ê). Âèäíî, ÷òî åñëè íà ÷àñòîòå 150 ÌÃö òîëü- êî ïîÿâëÿåòñÿ ñëàáûé âòîðîé ìàêñèìóì íà êðèâîé � �( ), òî íà ÷àñòîòå 450 ÌÃö íà ýòîé êðèâîé ïîÿâëÿ- åòñÿ ðàçâèòàÿ ñòðóêòóðà äîïîëíèòåëüíûõ ìàêñèìó- ìîâ. Èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî ÷èñëî ýòèõ ìàêñèìóìîâ òåì áîëüøå, ÷åì âûøå ÷àñòîòà çâóêà è òîëùå îáðàçåö, ÷òî óêàçûâàåò íà èõ èíòåðôåðåíöè- îííóþ ïðèðîäó. Íà íàø âçãëÿä, ñîâîêóïíîñòü îïèñàííûõ âûøå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðåçóëüòàòîâ íàõîäèò ðàçóìíîå îáúÿñíåíèå â ïðåäïîëîæåíèè, ÷òî â äàííîì ñëó÷àå â ðåæèìå ÝÎ íàáëþäàåòñÿ ðåçîíàíñíîå ñâÿçûâà- íèå çâóêà ñ ñîáñòâåííîé ýëåêòðîìàãíèòíîé ìîäîé ìåòàëëà. Â íàñòîÿùåå âðåìÿ èçâåñòåí âñåãî îäèí òèï ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí, êîòîðûå ìîãóò ðàñïðîñòðà- íÿòüñÿ â ìåòàëëå ïîïåðåê ìàãíèòíîãî ïîëÿ — òàê íàçûâàåìàÿ áûñòðàÿ ìàãíèòîçâóêîâàÿ âîëíà [10]. Îäíàêî åå ñêîðîñòü áëèçêà ê ôåðìèåâñêîé, è íè î êàêîì ðåçîíàíñíîì ñâÿçûâàíèè çâóêà ñ íåé íå ìî- æåò áûòü è ðå÷è. Êàê ïîä÷åðêíóòî ðàíåå, îáëàñòü íàáëþäåíèÿ îïèñàííûõ ýôôåêòîâ ãåîìåòðè÷åñêè ïðèâÿçàíà ê ïëîñêèì ó÷àñòêàì ÏÔ, ïîýòîìó åñòåñò- âåííî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî è ñîáñòâåííàÿ ýëåêòðîìàã- íèòíàÿ ìîäà â äàííîì ñëó÷àå òàêæå ñâÿçàíà ñ ýòèìè îáðàçîâàíèÿìè. Â ðàáîòå [11] ïîêàçàíî, ÷òî ïðè Í = 0 ýëåêòðîíû óïëîùåíèÿ ôîðìèðóþò òàê íàçû- âàåìóþ ïó÷êîâóþ âîëíó, ñïåêòð êîòîðîé èìååò êàê ïàðàáîëè÷åñêèå, òàê è ëèíåéíûå ó÷àñòêè è çàâèñèò îò âçàèìíîé îðèåíòàöèè âîëíîâîãî âåêòîðà è óïëî- ùåíèÿ. Â ðàáîòàõ [3] ïîêàçàíî, ÷òî â óñëîâèÿõ ðå- àëüíîãî ýêñïåðèìåíòà â íîðìàëüíîì ñîñòîÿíèè ïó÷- êîâàÿ ìîäà ÿâëÿåòñÿ ñèëüíîçàòóõàþùåé, íî íèæå òåìïåðàòóðû ñâåðõïðîâîäÿùåãî ïåðåõîäà åå çàòóõà- íèå ïàäàåò, ïðèâîäÿ ê çàìåòíûì îñîáåííîñòÿì â òåì- ïåðàòóðíîì ïîâåäåíèè ñêîðîñòè è çàòóõàíèÿ çâóêà. Â ìàãíèòíîì ïîëå ñâîéñòâà ïó÷êîâîé âîëíû è îñî- áåííîñòè åå ñâÿçûâàíèÿ ñî çâóêîì òåîðåòè÷åñêè íå èçó÷àëèñü. Ôèçè÷åñêè, îäíàêî, î÷åâèäíî, ÷òî åñëè Í íàïðàâëåíî âäîëü ñêîðîñòè ýëåêòðîíîâ íà óïëî- ùåíèè, îíî íå «óâîäèò» èõ ñ ïëîñêîãî ó÷àñòêà, è îñîáåííîñòü (ñèíãóëÿðíîñòü) â ïðîâîäèìîñòè ìå- òàëëà, ïðèâîäÿùàÿ ê ïîÿâëåíèþ ñîáñòâåííîé ýëåê- òðîìàãíèòíîé ìîäû, äîëæíà ñîõðàíèòüñÿ. Ìîæíî òàêæå îæèäàòü, ÷òî â ñèëüíîì ìàãíèòíîì ïîëå âñëåäñòâèå çàíóëåíèÿ ïîïåðå÷íûõ êîìïîíåíò ïðîâîäèìîñòè ñïåêòð ïó÷êîâîé âîëíû â îòëè÷èå îò ñëó÷àÿ Í = 0 îêàæåòñÿ â îáëàñòè ñëàáîãî çàòóõàíèÿ. Àâòîðû áëàãîäàðíû Å.Â. Áåçóãëîìó çà ïîëåçíîå îáñóæäåíèå ðåçóëüòàòîâ ðàáîòû. 1. Â.Ä. Ôèëü, Í.Ã. Áóðìà, Ï.À. Áåçóãëûé, Ïèñüìà â ÆÝÒÔ 23, 428 (1976). 2. Ý.Í. Áîãà÷åê, À.Ñ. Ðîæàâñêèé, Ð.È. Øåõòåð, Ïèñü- ìà â ÆÝÒÔ 23, 432 (1976). 3. Å.Â. Áåçóãëûé, À.Ì. Ñòåïàíåíêî, Â.Ä. Ôèëü, ÔÍÒ 13, 246 (1987); òàì æå 13, 713 (1987). 4. D.H Reneker, Phys. Rev. 115, 303 (1959). 5. Í.Ã. Áóðìà, Å.À. Ìàñàëèòèí, À.Å. Êàáàíîâ, à/ñ ÑÑÑÐ ¹1213410. 6. È.Î. Êóëèê, ÆÝÒÔ 47, 107 (1964). 7. W.R. Reed, Phys. Rev. 188, 1184 (1969). 8. À.Ï. Êîðîëþê, Ì.À. Îáîëåíñêèé, Â.Ë. Ôàëüêî, ÆÝÒÔ 59, 377 (1970); òàì æå 60, 269 (1971). 9. Ý.À. Êàíåð, Ë.Â. ×åáîòàðåâ, À.Â. Åðåìåíêî, ÆÝÒÔ 80, 1058 (1981). 10. Å.Â. Áåçóãëûé, Í.Ã. Áóðìà, Å.Þ. Äåéíåêà, Â.Ä. Ôèëü, ÔÍÒ 19, 300 (1993). 11. Å.Â. Áåçóãëûé, ÔÍÒ 9, 543 (1983). Anomalous sound transparency under the fulfilment of the tilt-effect conditions N.G. Burma, A.I. Petrishin, N.A. Ryabukha, and V.D. Fil’ An anomalous sound transparency under the fulfilment of the tilt-effect conditions is discov- ered and investigated in high purity Ga single crystals. The anomaly is found to be due to the resonance coupling of high-frequency elastic wa- ves with low-damping electromagnetic modes of the metal. 208 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 2 Í.Ã. Áóðìà, À.È. Ïåòðèøèí, Í.À. Ðÿáóõà, Â.Ä. Ôèëü 0,5 1,0 1,5 2,0 2,50 7 14 21 28 35 42 150 ÌÃö 450 ÌÃöT=1,7 K 0 , ãðàä ,ä Á Ðèñ. 5. Óãëîâûå çàâèñèìîñòè çàòóõàíèÿ çâóêîâîãî ñèãíà- ëà, ïîëó÷åííûå íà òîíêîì îáðàçöå (L = 0,92 ìì) íà ÷àñ- òîòàõ çâóêà 150 è 450 ÌÃö ( Ò = 1,7 Ê , H = 15 êÝ).

Аномальная звуковая прозрачность в условиях эффекта отклонения

Institution

Ähnliche Einträge