Введение к работе
Актуальность проблемы. В последние годы в физике твердого тела появился ряд актуальных задач,' связаннзх о открытием таких новых явлений, как квантовая подбарьерная диффузия, вне-центровые примеси и другие туннеяарувщш центра в кристаллах, несоразмерные фазы о длинноперзодическам упорядочением, концентрационные волны в сплавах, солитокы, взаимодействующие о периодическим потенциалом решетка, аморфное состояние металлических сплавов, туннелирозгяае в аморфных структурах. Все перечисленные выше явления связаны с разного рода нарушениями кристаллического упорядочения, характерный размер которых превышает межатомное расстояние. Кластер в стекле ила канк- солиг тон в кристалле фиксируется пайерлсовскям потенциалом, который намного ниже решеточного, что приводит к возникновению мягких (ад «30-50Ю квазилокалькых колебаний а увеличению амплитуды туннелирования.
Интерес к мягким возбуаденаям и туннельному состоянию атомов или квазичастиц в твердых телах вызвал в последние годы развитие изощренных методов рассеяния, магнитного резонанса, оптических методов, однако "продвижение" в область малых энергий и скоростей релаксации (
-
Высокая чувствительность поглощения низкочастотного звука к очень малым (С0< ІСГ6) количествам дефектов кристаллической структуры становится отрицательным качеством при исследовании недостаточно чистых образцов с неконтролируемым содержанием примесей и неоднородностей рахного типа. Получающиеся в таких условиях спектры сложны и трудно интерпретируются.
-
Специфика методов регистрации поглощения я дисперсии скорости низкочастотного звука такова, что необходимая точность измерений и бьютрый.анализ спекаров в большинстве случаев возможны только с исполхзованием цифровой измерительной »а вычислительной техники.
-
До недавнего времени отсутствовала точные физические модели простракственно-неоднородннх крясталлов, в резуль-
гате чего спектри поглощения низкочастотного звука, полученные ранео, оставались пеобьясненннш.
В последние года," однако, ситуация существенно изменилась. Развитие технология чистых металлов и сплавов, распростране- ішє цифровой измерительной гехкай; высокой точности к компьютеров, и, что самое сущастьенное, появление макроскопических теорий пространственао-пеоднородішх кристаллов, позволяет в настоящее вреьк формулировать применительно к методу низкочастотной акустики упомянутые фундаментальные задачи физика твердого тела.
Цела в заядчя исследования. Изучались кристаллические вещества и металлические стекла, в которых, согласно'имевшимся данным содержалась (или могла быть созданы) структуры, -харак-теризуюсдаеся мягкими коллективными модами и большими амплитуда-ки туннелирования. К нлм относятся слабне твердые растворы At* +(50-2Q0ppm)j!!n,2 которых путем Обдучбния злектронамя. при низких температурах образуются связанные мевдоузелыше атомы в гантельных конфигурациях. Системы металл-водород (использовались соединения 2г-Н, V-H,Ni-H) обладают свойствами модельных структур дли исследования спинодального распада, критического поведения водородной подсистемы (обладающей свойствами решеточного газа с дальнодействующим деформационным взаимодействием.). Благодаря малой кассе и слабому взаимодействию а тонов водорода о металлической решеткой, амплитуда туннелироваяия водорода весьма велика, Л0«ІК, таким образок гидрида переходных металлов обладают уникальной структурой, которая состоят из классической металлической матраца и квантовой водородной под-сястеш в её меадоуздиях. Это свойство систем Ые-Н в сочетании 4 с эффектом упорядочения при низких температурах (фазы типер-или гипостехиометрическоготипа} делает их особенно привлекательными для .экспериментирования в области физики фазовых превращений, влияния туннелированвя на кинетические я статические характеристики фазовых переходов. "
Чистый алюминий о экстремально высокой плотностью дислокаций использовался для исследования.туннельной кинетики перегибов давяокаций* которые представляют собой классический пример солитона в кристалле. Работа содержат тагсге исследования акус " тяческях аффектов, связанных с подвижностью двойниковых границ '." ; ъ-МН - .';':.'-"' -У,-- ''.",/"'"' ;
Научная иоаизна работа.
Впервые экспериментально обнаружено когерентное туннеяиро-ваняе в асимметричном двухъяшом потгяциалэ. Эффект наблюдался ка смешанных гантелях з облучение:* быстрей электронами сплаве At-2ti .
Впервые получено прямое вксперямектальное свидетельство когерентного туннелироваяня кинк-сояатспа (перегиба дислокациа) з решеточном потенциале.
Впервые наблюдалось когерентное двухфонокнов туннеларова-аие в металлической стекло, Обнаружены две дисперсионные полоса, отвечающие туннели руада состояниям с сильно (на несколько порядков) различающимися сноростяш туннельной релаксация.
Впервые в сверхпроводящих купратах La Si Си О обнаруге-ны сдаовреячнно некогерентная а когерентная туннельная релаксация, параметры которой зависят от содерзанпя стронция.
Впервые обнаружено, что образущиеоя вбяазз структурных фазовых переходов (например, в VHoi3 при Тс»20вК ) дливнопе-риодяческне структуры (цепочки, соля'тсноэ) приводят и появленню акустических резонансов при крайне низких (1-Ю кПі) частотах.
Универсальность явления низкочастотного акустического резонанса подтверждена его наблюдением танго вблизи лянин спине-дали в слабих растворах JYl-H , вблизи of ~fi розового превращения в M$H0Si в сверхпроводящих купратах la Sz Си О я У(т)ВаСи'Ъ
Показано, что низкотемпературные разовые перехода в весле-доввнних гидрядах (часть из которых обнаружена вперзие; характеризуется чрезвычайно низкими скоростями релаксаций вблизн Тс, что объясняется образованием длиннопариодическнх, оолатояопо-добных структур.
Созданы установки для акустических измерений в обдаота
низких частот (0,1-і С кіц), содержащие гелиевые и азотные тер
мостаты различных конструктий (полный диапазон температур J,3-
600К)и электронную аппаратуру с различной степенью компьютер
ной автоматизации. Имеется "дистанционный" вариант для измере
ний, например, во время облучения образцов в канале ядерного
реактора. . *
Создана, аппаратура для синтеза гидридов переходных метал
лов в режиме; сохраняющем неходкое ооверзекотзо металлических
кристаллов, .
Апробация. Результаты работы докладывалась на научных семинарах Института физики АН Грузии и ИАЭ им.И,В.Курчатова, Международной конференции по квантовым кристаллан (Тбилиси, 1974), Советско-финском коллоквиуме по физике низких температур (Ленинград, 1976), 1-м, П-м'л Ш-ы Всесоюзных совещаниях по проблеме водорода (Москва, ИАЭ им.И.В.фрчатова, 1977, IS8I, 1984), на Всесоюзных совещаниях по физике низких температур, НТ-І9 (Минск, 1976), НТ-23 (Таллинн, 1984), НТ-25 (Ленинград, 988), Всесоюзной школе по радиационному материаловедению (Звенигород, IS8D, Всесоюзных совещаниях по механизмам внутреннего трения (Кутаиси, Ї979, Ї982, Батуми, 1985), УП Всесоюзном совещании "Упорядочение атомов и его влияние на свойства сплавов"(Свердловск, 1983), Всесоюзном бакурианском коллоквиуме по сверхтекучести в некоторым вопросам сверхпроводимости (Бакуриани, 1975,-1984), Всесоюзной юколе по радиационной физике металлов в сплавов (Бакуриани, І980-Ї989 ), 5-м в И-м Всесоюзных совещаниях по координации научно-исследовательских работ.внподкяемых о испо-'Льзовакием ядерных реакторов (Тбилиси, 1965 , Ташкент, i960), Всесоюзной школе по физике радиационных повреждений (Алушта, 1983), Научной сессии по физике АН Грузии памяти П.Дярака (Тбилиси, 1986), Рабочем совещания АН СССР и АН ГДР по теме "Электронные пропроцессы пластичности,разрушения, усгалости и реальная структура кристаллов (Киев, 1987), Международном симпозиуме "Электронная микроскопия и исследования пластичности и разрушения материалов'*(Хольцау, ІДР, 989).
По- теме диссертации опубликовано 35" работ.
Структура диссертации. Диссертация изложена на 278 страницах в состоит из введения, четырех глав со 114 рисунками и заключения, в котором сформулированы основные выводы, и библиография из 263 названий.
