Введение к работе
Актуальность исследований систем металл-водород (Ме-Н) свл-на, о одной сторони их широкий применением в новой технике амедлптели и отражателя нейтронов в реикторостроении, аккуку-торы водорода в "малой" энергетике, катализвторы в порошкогой таллургии), а о другой - их свойствам* модельних систем для следования синодального распада, х^итическохо поведения иодо-дной подсистемы (обладагадей свойотвши реыеточного гааа о льнодействувдиа упругий взаимодействием), иизхотедаїсрагурннх еврещоний в $аэы гипер- 'лли пшоствхяомегричаокого типа.
Благодаря малой масса а слабоку взаимодействию атомов водо-да о металличе'ской структурой ашлятуда тунноллрования водоро-весьма велика, Л,*» ІК [її; таким образом гкдрвди поре.чодных таллов обладают уникальной структурой, которел состоит из клаг.-ческой металлической матркцн п квантовой водородной подсистемы её ио^эляях. Это свойство систем Мэ~Н в сочетании с эффектом орлдочеияя при шзкях темпеоагурах делает кх особенно привлеха-льншз для эксперимент иро?лыш в области физики фазових передов, влияния туннелнровапия на канотическаз и статичоскио ха-ктеристйкн фадоЕих превращена!!:.
Актуальность экспериментальных исследований внсокотоипера-рных оверхпроводнякор. (ВТСП) связана о необходимость» гліяспє :я ойотв необычного сворхпроводвдего параметра порядка в олоиотшс, І\ зко анияотропних к/аратах. В связи с этил необходимо иайта kojk-гяадю сверхпроводящих свойств со отруктурншга, тэриодяиамячво-ш, кинетическкиа а другими свойстваия этих ояотем.
Создание и внедрение эфрэнтивянх НГСП в тшсяе области, к&с ергетика, транспорт, электроника, медицина, означало ба по су-зтву научнс-тахнпческуо револади», т.д. позволяло бы жшользо-гь аместо дорогого хледягеата - жидкого Не, гораздо более левого жидкого азота.
Одним из эффзйтишнх методов ксследованяя термодинамических юшоткчооках свойств сдоганх скотом являэтоя нзгод пязкочаотот*' й окустикя, в пааткоота, os оказаяся Езсы«а чувотватсльпш п ,-'.! їорматавяна при цаоладоэааая опЕшдадымго раапада, етютпм/^ ' joesx переходов вдакотсіквратурноа диффузии г.жзуоеяьннх. ато- в к других obc&jtb овзтваЫо-Н в ВТСП.
Целью настоящей работы аадлось изучение ошшодалыюго рас-пада в системе Nb-H, низкотемпературной диффузии Н в ЫЬ , исследование кинетики параметра порядка вблизи точек разовых переходов в системах Ме-Н к BICII, изучение низкотемпературное туннельной релаксацій а системах /.«^„St, СкО^ , В связи о этим били поставлены, следующие задачи, решение которых выносится на защиту:
Соадание рлвкгронной аппаратуры для измерения упруго* восприимчивости (дисперсии модуля упругости и поглощения звука) иь частотах ворядаа 10^ Гц ,
Создание гаиазого криостагв для проведения акустических измерений в областк температур 1,3 - 300 К.
Создание оборудования для наводораживанля исследуемых образцов.
Проведение измерений спектров затухания звука и дисперсии модуля упругости сисгеи Ме-Н в области температур, соответствующих спинодальному расдаду растворов.
Измерения затухания звука и дисперсии модуля упругоотк гидридов (V-H, Nfc-H) и ВЇ*СП вблизи структурных фазовых переходов, наблюдающихся в области тймператур 1,3 - 300К.
Измерения амплигудно-често^ных характеристик действительной и мнимой составлявдия упруго*, восприимчивости систем lie-H и
' сверхпроводящих керамик.
Впервые полуденные рааудт-цты.
Обнаружено, что вблизи температур спянодалей Га и фазовых превращении Т0 в системах Ме-Е иаолвдаются чрезвычайно низкие сцкорооти релаксации Ч' *I03o .
Обнаружена упругая восприимчивость резонансного типа на частотах 23 - Ю4с~*. Экспериментально показано, что резонанси связаны с длиннопериодичвскими структурами, образующимися в системах Ue-Н вблизи температур спянодалей Г, и фазовых превращений
В системе ybatCutOt.t обнаружены аномалии поглощения низкочастотного звука и модуля упругости при Т~2,7К, характерные для структурных превращений- Обнаруженная низкочастотная критическая динамика, оопровоадапоая преврадение при Т~2,7 К свидетельствует, об образовании длиннозериодлческой структуры в этой области гемператур.
В системах у/0я)йл1Сці0ц.і наблодалаоь резонансная дио-
пэрсия низкочастотного звука, которая показывает, что в областа температур 1,5 - 120 К проявляется внутренние степеня свободы, характеризующиеся упругой воспраимчявоотъв резонансного тина.
Показаао, что кизкяе частота рззоиансов a y(50BatCusOf.8 могут быть связаны с пераодачосюшз оолмговиаа структурам,
В слстєйз . iasC«04 а области їешшратур 1,5 - Ї5К ааблюдалось поглощение нязкочаотс-ткого авуха, соотнетствукдое зізхашізну одиофоионйой редекйвцци тунлельких состояний <ТС).
В сястеиах la^xS-ZiCuOi при Ї-2,5К обкаругака сиока-лвя модуля упругоога, еооїкіт'стцуияел ногересткой двухфоношгай туннельной рапакс'ачЕЗ.
Ираатігчвокая пенное?ь получмдад результате» прежде всего связана о тем, пто оопаруквни таяло товне проязгеяня структур о длиннопвраодачеоюш упорядочением, кап низг-эчаототеив акуствчео-агз резонанси а весылз медленная скорость релаксация вблизи Т0 и Т4 . Известно, что цуогпб решвдніїа иэханшеояав, элвктрачесюго а другие свойства специальных сплавов связаны именно о «икродс-иенноВ периодической структурой, поэтому оонарулеиие новых особенностей нодобних структур ъэаю о точкл арония ах практического-праканэния.
Исследование нкзкотз'/лврагуркой квантовой диффузия Н » Но н гукнолыюй релаксация в йГСП двот возможность уточненая и развития теоряа туннельная лалвнай з предсказания поведения констру*. -дионннл матеряатов а зхстреи&зышх условиях квзішзс ?ешератур«
Основные положения.. этцоопшз »а затет^.
I.Hoaue аксаерн«птплмп:-;9 дамкне о поведашш зелуханкя зеу» 'л и модуля упругости о ойясста опннодадакого распада растворов 1 s N& .
З.Новне даянко о поведения затухання звука п кодуля упдуго-
5тн волдэп от фазозах яароходоь JS - в гадрзде VMPiM п «І'-^ї
J NbKW0» сввдєтєлхотї-ттєї* об образованна ддашоворподнческяу
ітруктур с хараэтерншз прэтпчоекяая фйуктусащпш парамзгра т~
>ядка, ,
Э.Опраделанзе поз'дашіязнта ди^узии и з fM прз Т/-20К.
4.Даяние, еврдот-вльстзутадав об однофзкошоЗ тутаашіой рс*''--.
[йхосция в гвдрпдая N>H0„3 а МШРЛ пря гзляавцх явютерейу- ..':.''
«х (5 - 35 Ю. . .
5.0бнаруко'іЕо фазових переходов в овотек». У За tC«80r.s прз емпвратурах 2,7 я 45К , оопровоадаицюсоя дшшоперводичеокйм '
- о —
уаорАссчеіілсс.
6.Наблщ<:>ие резонансного поглощения звука в соединениях
, свядегельствувдее о наличии них степеней сюбзды с низкочастотными возбуждениями.
7.Набладеняе в ZiOv»S*txC«0^ аномалий модуля упругости при температурах 1,3 - 15 К, которые связаны с релаксацией туннелък оосгоянні.
Построение диссертационной работы. Диссертация состоит на введения, аести глав, заключения с виводами и спяска литература Обдай объем диссертация составляет 177 страниц машинописного тез ста, в том числе 73 рисунков, I таблицы я 162 наименования цитируемой лагерагуры.
ОСНОВНОЕ С0ДЩ;?Ш21Е РАБОТЫ
Во введения обосновывается актуальності ге&и исследования і выбор методики, сфэрмулярованы цель' и задачи работы, описана структура диссертации, кратко изложены основлые результати.
Первая глава содержат обзор лэтературних данных по система Ме-Н я состоит из пяти параграфов. Б 1.1 приведены даннка о локализации водорода в No . V и Та. ,'согласно которым водород занимает ыежузелыше позиции а реаэтке металла и ыокет рассиатрн ваться как упругий диполь, характеризующий величину и симметрию поля смещений вокруг позиции внедрения. В 51.2 изложены совреиен ные представления с поведения водорода, расгворенвого в металле, который рассматривается как решеточный газ. Как показан Алефеыьд С2], фазовые превращения систем Ыэ-Н можно рассматривать как изменение агрегатного состояния решеточного элемента - водорода. С -фаза, в которой атомы водорода беспорядочно распределены по ыаяузлаям, аналогична газообразному состоянию, W -фаза, в которой проявляется ближний порядок в расположения водорода, аналогична жидкости, а ^-фаза с упорядоченным расположением атомов в подрешатке меяузельных позиций, является прототипом кристаллического состояния. В 1.3 подробно рассматривается распад решеточного газа, который соответствует переходу газ - жидкость однокомпонентно!! системы и представляет собой расслоение система на два неупорядоченных твордых раствора меньшей и большей концентра-дни. Изложена термодинамическая теория расаада, согласно которой при. определениях условиях рассад происходит Оззактивацнонно
синодальний распад), в результата чего образуется пакет статп-сккх концентрационных волн. Рассмотрение распада с учетом тон-3 природи упругого взаимодейатлия в системах Ме-Н выявляет ряд обонностей: распад приводят к образовался дискретного спектра лн плотности водорода - макроскооачаоклх, зависящих ох размера $ориы образца, длина которых сравнила о размерами образца и кроскопячесхих, не зависящих от геометрии образца, о длиной в сколько ангстрем; распад может происходить когерентно, когда раметр резаткх меняется непрерывно, и нокогерентно, когда паря-гр реиетга меняется скачкообразно меаду областями с разной коп-атрацдей водорода. 1.4 посвядев обзору экспериментальных дая~ х по диффузия .водорода в мзталллх. Отмечаегся, что высокие званая коэффициента диффузии я аномальная зависимость о? текпера-рц приводят к Еиводу о иеклассгческой, квантовой природо дкф/--z. Н в Me. Приводится обзор теоретических работ по квантовой ди-узіш легких примесей в кристаллах. Б $1.5 рассмотрены конкрот-а фазовые пдаграшш систем МЬ - Н а V - Н, описаны крнсталло-афяя я иорфология упорядоченных фаз, возникающих пря охлаздеина их спстеа.
Вторая глава состоят as четырех параграфов и посвящена ons-mm теория, лежащей в основе акустических методов исслодованая зрдцх тел и разнообразных изханизков поглощения звука. 3 2.1 гсиваются динампчеокло Ліпший отялаха я их связь с параметря-ролаксацаошшх процессов. В 2.2 рассматриваются релаксацио»-з явления, обусдовлонние точечными дефект/а: эффект Снука, ідвчащийся з переориентации упругих диполей под действием гпа-2Й сили; и эффект ІЬрокого, заключащяйоя в перераспределении эдреншх атоиоа при возникновензи в кристалле- градиента додати. 2.3 несвязен рассмотрения механизмов поглощения звука ікай фазових превращений,- В 52.4 приведены выводы по обзору эйств систем Ио-Н а ка основе возможностей акустической мето; :-сформулирована задача исследования.
Третья глава пооаяаена описанию методики намерений, экспвря-ігальной техники, технологии приготовленая образцов и состоит шеста параграфов. В 3.1 описай примененной в данной работе од измерения фуккцнЭ упругой васпртамчи&оотя, копользуифгё ро» гансныв систеш», йолебладиеся ца собственной частоте з рогама іуждвнішх, ляоо овободао сатухапдах колебаний, прлводятся соот-іеняя иехду параметрами колебательных процессов и фрнкпдпыа
отклика {упругой восприимчивости). В 53.2 оаясонн существующие низкочастотную матодики акустических изиорвний, отмечаются преимущества иоаользоЕйнного в диссертации катода четвертьволнового вибратора о гшистростатичесхіїм возбувдониеы и детектированном иагабных колебаний. 3 3.3 ириаедено описание блок-схемы спектро-кетра ыеханячеоной релаксации, описан принципі действия амплитудного дискриминатора для измерения декремента затухания колебаний, приводитоя описание способа измерения пнутрекнего трения (ВТ) по нацрякеюш возбуацеиая, по вирине резонансного максимума, а чьх~ да способ прямого измерения поглощения а дисперсии колебаний о помощью синхронных детекторов. Сумиараая погрешность в изкерени-ях ВТ составляла 12$ в интервале значение «КГ4 - Ю"3 к *5# прв значениях ВТ »10 . Фоновое значение ВТ—нН*. Амплитуда коле-банвЕ в большинства акспернментов составляла Д/ ~ 10 - Ю-5. Точность измерения резонансной частоты образца составляла ~10-4^ В 3.4 описана конструкция гелиевого криостата. Наличие в нем внутренней камеры для кондансецкя и посяедуидэи" откачки паров Не'5 дает возможность дшученля низких температур вплоть до 1,3 К к их стабилизацию в течение —I чеоа. Измерение температура производилось двумя теркомеграш сопротщзлешя - германиевым и платиновым с покощьп аппаратуры, овисекноа г 3.5. Германиевый термо-, иетр обеспечивает измзреяис температуря в области 1,3 - 12 К о точностью ±0,05 град-, а платиновій - в области 12 - ЭООК с то-чностьо 10,01 град. В $3-6 дано описание образцов, нмащнх форму ffi-сбразннг шшетин,-средне язычок которых служат четверть-волноьам вибратором; приводятся схема установки для наводораяи-вания. Точность определения концентрации водорода в образцах составляла **10и{.
В четвертой главе изложены результаты экспериментов ка твердых растворах Ев ЫЬ н гидридах Nb и V . В 4.1 представлены результаты измерений затухания звука и модуля упругости растворов NfcHeev и NfcH0#e» в температурном интервале 1,3 - 350К. На кривих затухания видны X -образные аккк, которым соответствуют изломы на правых модуля упругости. Аномалий имеют вид,- характерный для фазовых переходов второго рода к ваблвдалксь нами ранее вблизи структурных переходов в гидридах Ні» и \/ . Температура максимумов в растворе NbHec4 : Tj - 18 К , Т, * 52 К, Т3 = » 282К$ в растворе NtHoej : Tj = 2S1C, ?2 =» 54К, Ту = 345К. Иа ооцоставления експериментальних данных с фазовой диаграммой
следует, что високогзкпературныа анки расположены на несколько градусов ниже линии раздела %ал
цеіи орїГШі^.'.ьвоЕ иетоддяя доказывает, что затухніте носпї розз-асасілій характер. Сарая экспериментов в геьшзрсуурнол алтеріидо ІСО - 300 К показала, что с с&стеьїз N& < Н ичїозтся дел pcsoasjr^i. о протЕїополохашка завасяуостяд: частоти рзіовс^зща ^ссаугэ:; о? їсшерагурц (ек: зго вядао лз рпо.2;. Б області; ІБОКі Т 200,^ и-блададксь клзств oda рззокшіса. Бш:о обнаружено, что с укзлкчс-нгои кокцектрацгв водорода частого резонансі поша&ется. Отмочено, vro гаэрьыо в твердой тидэ обнгрукены столі. іичі^частотн-г f-'ІСгІн) резонансные кода, ко торив но ыог/т йгл. обуслемзіг,; olc*смака иіисроексплчсского, ато^юго касотаСа. Сдели:о ярзлкіі-гаадо, что онд связата с "Еріггчгскду аБцздяс-иис;.;* колабаіи;Д lc~ дудяроганЕЭЙ структура а ой.щоте структурна фазозіа ларехо.г.сз, содобао ТСЦГ КОК рвЗОіНШСІШІ дяздсктрггчвскйя Е0СДр;:ійЧЯОСГЬ з ряде согяогоэдектршсоа связывается с уітіщаоа;«с^ чг-стота оогйчсс-wi"0 фоиоїш прк дриашишкз к TQ. Для од-ьгхнзи::;! ксЛїхдаеього п~ лзная била сряьявчена яощсвдвя "кдгко ;-оодым, согласно которой коооіііП переход кошіо расскйтрзаать гак.результат ,зи^зрзгц:;»л'' одного из нормальних колс6дьїї2, частота которого у^зныгаэтея до гудя з Т0. Наличде иягкай соды считается характерной осеббккоо-п.; йодеба-гвхьиого сявктра оиіщетоїлелтр^'їог ткда с^аченал. В сі;^ї-ювлектрддих тгаа воряасг.-бсспорядо;-:, ?.о. в cecums чьсг^ц, се— расксхішаздих из одгого пододеавя ра-*ц:осссгл к другое, sc<.:<,,':y.w;j а двЁстаятолышмз чсстстііья (розколеного, с ко рйдаасщгокЕого vsna), возиояко а там сдучаз, еедл с/местцуот вероятность туиио-лгровзыня частщ сюогь барьер. Поскольку обнарухвь-ццз а даіі;о2 работе вадвстоогі; частоты р«аана:хог or тє;:ар&тур:і сроязлаот характер критического з&чоддоішз ("зшзраглхя") ііїп-тзй коді;, с. с другой сторона, в рагтвор&х tit * Е тлеется ряд сииеодз.їйі,
СОТССТЬеіШО ИрОДООЛСГОаТЬ, «0 CvSCpySCIiSIS роаОПСКСЫ СбуСЛЗйїСД* ШКиіЯИВШВЯ ЕОЛ0баіІ2Яж: ТЇПШ ИКГКОН 80ДИ S П0С2СТ0*:5 тушізди-
рущяі егоиов годорода, ойріоущах гск-лзытргдаовчгв воллу, пр^че.*! умзшлоняє частоти резонанса озкачаас ыяйявхзяна п ошшодаи. Приводятся занасшють подудя упругоеіл от тпаєратура для рва-гьора N6 + 4 сі %й, снятая ера д^рвси охле-адодга образца кка SOCK. Пра Т ы 275Е ш:Шщаетсй шіоіііддл ровонаасвого характера, тогда аак после аооколысих юаиюв о^ладдзаЕО-цагр-зв ы?о«адкя upc: roS se температуре носят чисто родайсащюкішЕ характер. Тькоз eemshskss свойств ссстеші сэхно овлзагь с умзньаембм ёо;.оят.чос-їЕ їуннблагровашш водорода вг-аа варугвішя когерентное*: рзгетік
- її -
г; результата Ечпменая частки гллрїдг.ой фазк .:р:і 0^.10^,611^3.
З J'1.4 ярэготааяеыи разуліта?и Едустіпзсгдх ягизрзіпЗ, про^зде'Н
ішх Irs !:о:!ОКрі!сгалДїП«сшіх образцах гібрида
?нового перехода /і-^ (Ї0«203К) я гэдрида МШоЕ()з cdnao-
тл .{азосого порзхода <<'-_/* (TQa 30QKK На крязой затухання
згукд VMon снятоЗ псзлэ пзрсого. о?л-5.*л.;эяня oOpsnue, на^тагз-
ггил сдгож^Л "цеія,рг-"_чниая цпя при гггазриура парохода, п
':".-;:"'! :::-П о "го'ї-я яртазя мзпеяіяд »-*лг::о'ї ?;зяч а д.г-нмоа'зрнод"-':.';.;"" '".) «'.-сзр^иор'їсгз упорядочения ері стртглур^иі Флзоиіх пэр-"---Г-Ч--»?.. Согл':Оі'о rjcncosrcoiioa теоряя поглолзіїііл srri'.ta п охреотііо-сї;і ;.-;;?зг/-: я':,-^xo.r;OD (Лгиїдау-Халкгнпг-соз [4І), коэД:-шлонт -л--.--:'і -jiiyj'.a гі уагчгаз^г-этоя соі\пьсно Е^фа.хеппп'^^Т/О + оі'І*), »"s о - ч^лотй згука, а *и - зреул ролокеаща парпмзтрл по- . р.=дка, ;:глн.-иг^щяо комгичвсков згледягико so закону ч^СГ-Те) пг' I'-?,, ih їог«олЕїй'отсохоа reopas тисіа 0.13,3707 оущвотЕОвг Jr;:> «лно!1 ;.-хіз}, "потета шторой всліїзп перехода подчиняемо я соот::ої'.':і.їо Л**^(7"7«) ярі Т~ТС. Если кригическло ^игуэтувцвл го-сложены с.'.ілеоаиз.г?я атоглзз гідя м>лскул, f0 честотн ооотестс-тлугдах колвоптвдыгох :-эд л&?лт п дяапазоно ІО9 - І0І2ГЦ, есла гя ^чуктуаиля обуслоалэкн относительно к^длоіглої пвраорзентациоЗ груип атоуоз (непрішср МОа в евпіетозлоктраев NaMQ») то ш:о-ггэтьно» повадеяко соспрХ-і*.пггоотя наблкцздтея прл чаотозая ~І(А-- 10 я отсутстаузэ пра частотах ^10 а <Л06Гц. Очевидно,
что если 4лу«Л:. чіиш представлят собой возбуждения модулироваи-ишс структур с г, риодом в десятки или сотни ангстрем, то их наб-лгсенае возцодш ::рв еіде более низких частотах, которые, согласно теоретический расчетам [5] , могут лежать б пределах I - 10. В 5.1 анализируются аномалии, наблюдаемые в растворах МЬНвівІ| и NfcHe,c» » которие интерпретируются как результат когерентного сплнодалыюго распада однородного d. -раствора на смесь d а В -фаз, а результате чего оОра-чуются волны концентрации водорода, с елементарная ячейка металлической резегки иепптивает искаженхя, соїєтооздо иодуляцня оё размеров со степень» теграгональностк. Похазаио, что структурные дефекты, уменылая ьерепвоеть туннели-роианая водорода, оназиваот влияние на характер критической дкна-бсікл при спилодалыюм распадо. Резонансный характер поглощения звука в "бездефектное" кристалле сменяется релаксационным после появления d нем дефектов (наярдйер, при тормоциклированця). Прос-гыэ оценки показывает, что частота тушелирования Н в ЫЬ достаточно высока для того, чтобы ног реализоваться резонансний механизм поглотания звука. Туннельное расцепление основного состоя-иая Дв составляет ~І,6К. Б соответствия с выражением Д„~1\СО«, частота тушоляроваизя fcJ«, ~2«Ю *о . Поскольку частоти резонансных код со того sa порядка, что в частоти измерений (-10). їо >*-<-СО, . Поэтоцу в представлених экспериментах лрояаллотся инерционные свойства спртемн, шірмладаеск а дисперсии резонансного типа. Сопоставление дьииах до релаксационному поглощению звука на микроскопических сшнодалях с эксперимента-иа по раСССП-ШШ ІіайГрОНОВ ПОЗВОЛЯЛО ОПреДеЛЙТЬ КОГ.'ІфаЦИЄНТ ДЯ"ЙУЗК2 Н в NS
пра Т~20К. Оценочное значеняз состіЛляєт ~і!71 сы~/с. Столь высокое значение коэффициента длДузгі: дазт основание утверждать, что прк температурах -2СК проявляете:; квантовий характер дн{~ фузки. Эксперименты на растворах с концентрациями от 0,05 до 2aJt% H/Nb , в которых обнарукеиа упругая восприимчивость резонансного типа с узкими характерные частотами резонансен ( --10) и ях с/.гьная завлекшем» от rex: ; агурц, свидетельствуй.-о тоь, что в ель ..х растворах К в НЪ о-Зрьууится дляиносеркодиче-окяе структтрц с !:.ізкочас?отішм2 возйуг^зниямь, сиягчьуудаися вблизи от точек :-чзовых переходов. 5.2 лосвяцен анализу экспериментов по поглс-;:м;.а звука вблизи струкгурнмх переходов в гидридах V и Ub Ci-чсвные черты наблодаеисго те;аерагурґ.иГо сив.іт-ра погладвнжя звука вблизи fi-s> перехода в \Ж0<П ій*іо
описать о псцоців восприимчивости, ;:огорая оіірздоляотоя поводв-апеу простого гармонического осциллятора, связанного пзадцодеЗ-стгасм й с нзкоторі.мз сгепепянн осолоди оо вре^оіглі цабаагской рзлшісецгся TJ .
(З*)'1 = со8- co^-Siw у -{,w5*/(i*lwc)
Такой глід jyirxwn отіілккі кпергиэ бій ойиируззн в SjTIO, п областе разового пзрэг.ода при Г -> 105 К , « связывался со сьгяг-іїїїн?'/,
ОППЇЧбОКОГО '{ОНСКС, В СООТПеГСТВЯЯ О ТвОравЙ МЯШОЙ НОДЫ. 3 OTJZI-
Л5о от прясадешого примера, обнаруженная на/.п чрозвичлйно і:зл-лзлііая крягаческал г.лкг-лияа (10 по срадлонла с ІО^Гд з .SjTIOj) і.;одзт 0;;ті с-мзада лгяггь о длилішерзодтевекдна сгру-іст/р?/л, для которых іари:гврнн "свзрхлігкіїо" йозбувденяя. Гсітл структура котот сознгккуть в рззультма перехода системы в несс-рязнернув разу {для которой пори од кодуляцвд нз хрьтэн периоду исходной структури) с гигсгмелсіїим параметре:* порядна "J«5rr-)n^^« где С - л^ллятуда, a vf - J-аза параметра порядка. З ряде сдучезк іундщія С~) «сть солетон адя докзинм сгакг»а, отделлщал ойгл-ста с р<ізягинл> зкач«нкс:і f (непрлмер, 0 а 2^Т), Период з ргепо-лої.єк;'.:! дсмзии;и еггнэх увмэтлмегся лр'ї погзз;еич тсмгзрагури, 'Саряктзркие т-.стсти '.о^опліЛ сслїї'о.шшх цепочон ості OJ^c/l , гда С - старость распространим звуково?, галлы в цапочкв, 2 -рлесгояшгв ые.аду cwwrJHi-ля, Оценка 5 дает значеная ~І0 о , ;то хородо согльсуется с результатыгл предстааяеішил язмороіи?.. Іідуктукіма я\!пл:ітудн g комплексного параметра порядка (пу:ва-эже ?лпллтудо!іГ;'і:>) аналогичны мягкоЯ кода для осіпшіх фазовых перзходов. Их чистота зьигсяг от температури по замку CJS "' ~(7"ТІ). і?ссмдоЕаям критической дгнамяга скс?«И N&H^.j покязиьилт, что гї'.'лзрат/рная зазасімость честоти резонанси удоплетворяат гзгому соотношению для Т<355л. Спшчеко, что гдп-ншса:чла я nporjocce тер«оцикллройаняя сгрукгуршз деректы, суд*-ственло ьдлилг на крятяческул динамику сястеа, закрепляя еолато-кц к ое-і-слля д*5о усллдвАД о pt-зноП степеня ролаі:сащіоі;ігив л резонансные ,'лзяа. что дэ-лэистраруют арздетавленинэ акустйчееддэ спектры.
Лднеднчй ,*д за ту хаи пл звука'от темп?;, тури гддридоо WaH,,n и N&H<,n '> ллалг»зояэ 5 - 35 К яьтерпрэтзфуется кш: результат одьоіонон!;о? кзьяговоЯ дир'Д'з;!* водорода, для которой скорость диХуз/л Т'^М*. Это слэдует лэ ср^вкеняя соотноіїєвзЛ:
- и -екоясрщсі;;»; С4'-" Т , с-п^х" **"' "' Т
uitowtfey лайд K,j срсЕОІі ;.4v/..u; увд-гсггг. Сзрц;; unsw; 0 (Tj гдракторда гас gzso^a пзралздов 2-го рода. Оіьочааїок, sro іс5~ яадвили aoivoisuij» иизичіі'2чйїі:ух иладйсшті; і.сшіас Т„ иочзт oat-»
ческой стр^гетури, Аіиз хогорой хараггерна крлйив ыикочестотвыв Езгбуеденгіз, В овлйогв гаесовас геторатур nps Т~2,7К чи тси jm обрагце обнаружгг. ївшнімуи погдоцсиая звука с ог-теллзтішз
зпра;',з з -i-zzz о: ::лго. лр^с.! ^зі»ула ;;:pj госта ссзсл :^а^:, т:э сстіїа.ігл:. и:огс;1'стзуо? і^опзрзх". рззснслгалого тлпі, пр.псл 'op's -;р':г.оЛ аг.ід''. г-'лотгул об yv.-:;:-^22^n частоти ргзінаї:^. і:;:: і ~ },?:. 'гдгп .::.::3 зг-.-осїз, согт-г.гтэтгуо? 'ларгинз хрз?п«с."--.--:> :zi'.-iz^~r.2A z5.-~.z:i от йсаог.эгэ гзрозши Ез яряггл юд/.тгг "гц/п-;гл odpasaoa '^C-i:,i)3atCu,0 , з о!.іі:.зг;і 20 - L:DIC (р:ю,4) огг.ї.і::г:> ."^с-л р.-ц г_-:с;.-.і.т^Л, лр;д2-;.іг»:яг.',:а сойоЗ дззгароЕЭ рззозаягпого Г-Ь'й, .vcrcpxi зшслзаэтзя ej-^jtssihoC ссзгаздяхцсЗ уп^гої г^з-1:,:..-^::::::05-:2:(^) ЛЙ -иг-НиГ, гдэ Г - постогаїїля затуізг:л ^jac;:L-.2:;c,1 r-„;,i:.'. іслут^ллут» лзртЕгу глгьо опггсать с ижті.1; .',:-дг_.\ лр^атагл.г.'л;* сгїзЛ сгсгсуу ~і ^.772 ооаяллг.-о-;:., сцдп .тз r-^Tcp'-z - із-глздузяз^ ооразся, а др7Го2 - зпугрзг;-г.:.-: р ззое зле ::гл :.:сді з ^пстзтсЗ сЗ . Пзяа:пля рпзонанооп its т.' ::зра?;гр:гл2 зп-ггтрг.:: зляззхо о теч, wo с тг.аорг.туроЗ ззь'звл-.-:л '\.ї зосе?::с!:иая i-.tg."i KqrcTtnacsora кратера си , таг, і :зїс .v. рзгз::?.кзгз сТ» , С цалья яодробкегэ яоолеквгліяч.иззода-;::л іпутзоп.л?; :;зол~::г;::;: етц ^ обдаст:: тзлігратур 1,3 - 30-31' ;:-лч «регэдэгш t.:. .-зр-г.:^.-'. г.-гугггуд::';-ч^,:сгглз лірс.:.тсрт-:с:^^ с.:,з->-:л У і! з ,,'~»»0Р.» з EiC^b^s^.j . і;; :с;сг,:і^ гзяно, >:?о проа--а,-' г.-':с"я;ол:.- :-:,:ртт-::-, :;а1,:яз"а5.\.-зл при 7 --Л.';ОїС лрг1;;-'ті-ггая її >:; г;:-с,'.;:/г :р: ? - ІСО;і. ^ 720.3 прлгздогпі irpnrjc для " » 1,5:0. і-лі.::-:?/д.і з ^аотогя рогсг-й."с>..з арагагггт с^.гіп/п тс-г.г-р.їг/ртуз 'nt'C-.^OTi -л С5.ГГ.СТЯ ГМ52Г.К гзг-лзратуо (1,3 - 10 ЕГ ГТ^їлгд:-„"'э pr:sc::-.:i:i .", тюто?::с:і цгслдзо::; <-І0 с , ;tcz 'гїг.з-;?::?, very? ч?з езт.'зп а г.олзйєнї.ол пор;од.-їсокх co.;-:«tojuvs г.трутат?. ?та "c.-s :рсті::т годглзр.іїззтся д:-:^рагхпогпг::'.г эксг-пт".:--v:\r?vj". l&] , rr-*;-рг;з ;оПст2зге.и-:;з эЛнаруглзаэт з гггр.^крозсv;~ ':л ssp.ravx л;.^:::озїр :одгчгсг.кэ структур- с пс;р::одсч -1000 А. 7 %А с::ло".:л ?.-i?-it:nzzr.zi яз.'^рэгоя, прос;д;'Глтаз для kccijz.j-"-.л;л -r/T:;r^b::cn :?;-гтітл спстса /,a,.,Si,C«0(, (?---0; 0„3л'; v,G3) г елл:: :; iT:tt]-"?jp;!i:::i дагппгя о лрлсу7огтхя s su '^"чо-^ьт^х ггс-гсг-.^'З (ТС), -оі^-ктр'зязг! ::otopur >-зз.тлчаі:готс.і с у;5?-т:зц2су со.:зр::-."Х" S-; " :е::т5.'Л. Лзїізрз'їзл аі оОрогсгт без 5" CZ-O) пс^зс-г:, что: Т.- т:;:л- о;-,-."г;дг:ь-ч дэ Г " 2 - 2,5 а , -зз^тлигл [О'*) :: !.:о.с,-.гз '.-;..лсї.: () за гро^л "SOJc. апачэтгапо ухопь-лсітсл, :> Ир:: »t "' ЗССс. or врслгіи ез за. :гл; 2}га їсіаізр^тур-яїя за.-лзгусстлх С."* --.' с , яо.':7'із:пг.е зосяз зазоргзяия грэ-мвн;гг.: rr.'vCr:..>r.;f.!-.jHTor> .-о.тт-:-. «о з яісзр^азз 1,5 - 25 Г. (J и <-' г рссто--! T^-^jpnTrnf поіт:спдгсл. ;:а о.їнс;» зз srys г.з«»рдшшз
образцов ваЗлвдалась одо одне аномалия & вавде ддсперскыноК кривой в интервале температур 1,7 - 2,ОК. Дзсперсая ho записи-от шяшятуды колебаний, что свидетельствует об отоутстіш: иьли-нейніи зй-ектов (см. рас.6).
В образцах, содержащих строкцзй, ouuapyzemi следущно эедо-коиернооти: 1)пря Х*0,01 и 10,05 отсутотвует затухание, ьозриї-їшдео пра понижения тошіература ниже Т * 15 К , s отлично от образцов о Х-=0. Но иаблвдаатся тькхз существешшо времошшо saii.i-скмостк 0і a Q ; 2) во всех образца}; со строиаиса наблвдащси низкочастотна резонанси, подоЗние оонарукзннілі б системе 1-2-3; 3)на образцах со стронцием иаблддался газдаг экзотический зіф.лгі -каз&оі&ототішо резонанси, проявлявшиеся isa временной завклиосгл jj'1 а Я ; 4>добаилеіі20 5ч приводит к снїгісіпів дисперсію.шо і:р::Еой (ка температурной школи), а такає к сувдетиошю;.:/ уасж-
ЧІІНКЕ Єй СЦІІЛИТуДЦ, АШіЛИЗ ризуЛІТЕїТОІі НССЛІДСЬІНПЛ СІІОТСІ!
LCj-rS'^Cw О,,. прі;і;одіїг к следгх.;:-л пшодаї:. Уьол^ісі;;;с ci.i-yju^j; пр.: охлаждали» Ла%СиО,, вя.-с 15 Г., наблюдаемое плхо в ч^тьд-ліг-гесіїдх и иепроеэдлцлх отек.чел, э^слослеко тун.чслыюЛ ;u;.-;utu-s;ofl в опксїаіасїсд с го;.гоаіьв двулуроішбг;о мдезле с распределением сїогіічєоі'.ого ос'оя ypocii-ifi ' (іуц?.адя распределен:-.); - Р{))
В СОССДіШХ Я;.'йї. СІ1СТЄ;.И. їірс.'/ЛКЦІіи SU^CK^CCTi» <Х" і: Cj U.V-'Ui
ОЕЯДоїслі.отгуш и сїозі>іС)Г,одоС(іс« шг'сдеыд, поці'.с;.,!.'.;-/ долго-гро-иокн&я рздакешія ьыделеы.:о знсрГі'.и Хирніїо;.і:іі длл суцостьсньо пзркгь*оь';ск.к стр/ілур. СцкоЕрсчсіііійс уиош>;:іе:а;о Q."' і. G v.r.i: иг. Ерсусніїшс, та»; с на теилерагурніа задижсстях. озад'зтельстьу-о? о росте скоростеЛ рел&чсад^я процессов '"'. Из теории r.nys-уроЕнзвих сиотсі! следует, что Т3 обусловлено возвратов населенности тукяелышх урошэй (ТУ> :*. радкеваеиочу значения посредством взаимодействия о уеидоак&і «{онзивіл; я определяйся од,к>1онои~ пима процессема.
Г*~ Е8с&,(Е/2кТ) , гдо e*\JJ?
Увеличение a /«ctnСи Ov со грэмонем емнчшш ТГ* кодіо оСьло-ниь Езк'.^киен краго* распределения Р(І) , в результате чего f уменьшается. Аиаигз крлвоР 0"'0Г) показивает, что в нароком температурной ізіторсате кразсоя ишроксямкрувтея аавяо;шоотьп О 4<- Т* . Эга аоЕссаыость следует аз Бмрасаная:
л-і if _J^fL P() jс
4.
гда t" - скорость одкофовонной релаксация, а і"А,/2кТ. (Распределение уровней мы принимаем равномерным: P(l;)BConst) . Рассмотрение дисперсии модуля упругооти при Т < 4 К показало.что "аномальные" крявыз с offi/cfT^Q отвечают когерентному туннеля-пованзв о ТЛ~Т"9. Прз раэли-шхх соотношениях кезду параметрами туякалнрования когут рзшшзоватьоя разные механизмы туннелироЕа-ння. Известно, что скорость когерентной туннельное релаксация Определяется выражением [7]
где S2(T) = |0*(T/w.)ftCJ, , ft-7;9 , Со, - частота Дебал. Пса услонгя S2 > f |
У-АІ/Й^соТ""
откуда видно, что, несмотря на распределение сбоя уровней Р(^), Т"4 не зависят от ? я, следовательно, дисперсионные кривые должны соответствовать единственному времени релаксации, как это подтверздается экспериментально. Выражения для Т"1 я Si(T) позволяют оценить основные параметры гуннелярования: Д«10_б- 10 К,
SI(2K)«io-4k, 1 »кг*к. 1/s
Пря температурах Т < (со.^/ЗО) реализуется механизм одно-фэионноЯ релаксации, которая наблюдалась на образцах /.а^СиО^ ниже 15К. Изменение температурного положения тушольноі дисперсии модуля упругости и появление ниэкочастотгых резонанзов при добавления Ss позволяет сделать вывода относительно природы ТС в рассматриваемой структуре. Очевидно, что если характерные размеры ТС порядка межатомных (fa) , то параметры туннелированяя, а следовательно - температурное положение дисперсии будут постоянны. Если хе характерный размер ТС- '." 6 (например, кластеры в стеклах или кинк-солитоны в кристаллах), то ситуация меняется. В данном случае роль характеристической частоты играет пайерлсов-ская частота CJn.~i.^xf>(-'ir't<,) , поэтому скорость релаксации
%" , сильно зависящая от СО, , чувствительна даже к ьабольвим дзывнекшш -6, , связаншш, напрамвр, с изменением содержали* 5 Иаксиыуш резонансного поглощения звука, появляодаеая одновременно о туннельюї дисперсией коду ля, Еодтверздавг предположение о туннелировшіїш солитонов, т.к. единственной структурой в кристалла о частотой »-10 ГЦ является цепочка солитонов. ' Наблюдаемая резонансная дисперсия на временноИ шкало ыогет быть объяснена медленной релаксацией сохатонншс структур, в результате чего изменяется со временем ш собственные частоты cj . Различными методикам действительно обнаружены длшшоперзодкчсз-кла структури в сверхпроводящих деровскіггах [6,8] .
