Содержание к диссертации
Введение
1. Поля в металлах и их взаимодействие с ультразвуковыми волнами 10
1.1. Дисперсионное уравнение для электромагнитных волн в нормальных металлах 10
1.2. Проводимость металла в магнитном поле 12
1.3. Спектр слабозатухающих электромагнитных мод в металлах 15
1.3.1. Некомпенсированный металл 15
1.3.2. Компенсированный металл 18
1.3.3. Заключение и дополнения 20
1.4. Резонансное поглощение ультразвуковых волн в нормальных металлах 25
1.4.1. Доплер-сдвинутый акустический
циклотронный резонанс (ДСАЦР) 26
1.4.2. Допперон-фононнБй резонанс (ДФР) 32
1.5. Система уравнений для связанных звуковых и электромагнитных мод в металле 33
1.5.1. Некомпенсированный металл 38
1.5.2. Компенсированный металл 39
1.5.3. Бесстолкновительное затухание поперечного ультразвука в нормальных металлах 39
2. Эксперимент. обработка результатов 42
2.1. Детали эксперимента 42
2.1.1. Экспериментальная установка 42
2.1.2. Изготовление пьезодатчиков 47
2.1.3. Приготовление образцов 49
2.2. Анализ экспериментальных результатов. Ошибки эксперимента 54
3.1. Кристаллическая структура и поверхности Ферми кадмия и цинка 61
3.2. Резонансное поглощение ультразвука в кадмии . 65
3.2.1. Акустический ДСЦР (поперечны! звук) 65
3.2.2. Акустический ДСЦР (продольный звук) 70
3.2.3. Доплерон-фононныи резонанс 73
3.3. Резонансное поглощение ультразвука в цинке . 74
3.4. Теоретический анализ экспериментальных результатов 82
4. Сдвинутый циклотронный резонанс в вольфраме . 91
4.1. Поверхность Ферми вольфрама 91
4.2. Анализ экспериментальных результатов 93
4.2.3. Заключение 107
5. Интерференция когерентных электронных состояний в цинке
5.1. Введение ПО
5.2. Экспериментальные результаты 115
5.3. Теоретический анализ экспериментальных результатов 125
Заключение 137
Литература 139
- Спектр слабозатухающих электромагнитных мод в металлах
- Изготовление пьезодатчиков
- Анализ экспериментальных результатов
- Экспериментальные результаты
Введение к работе
Металлы представляют собой один из важных объектов исследования в физике твердого тела. Понимание сущности физических явлений, происходящих в металлах, их термодинамических, кинетических, механических свойств делает возможным использование как сверхчистых металлов, так и их сплавов при создании новых веществ с необычными, заранее заданными параметрами и свойствами.
Физические свойства чистых металлов при низких температурах определяются наличием в них двух подсистем: ионной и электронной. Поскольку кинетические характеристики вырожденной электронной плазмы не могут быть рассчитаны из первых принципов, то особое значение приобретают спектроскопические методы исследований электронной подсистемы. Среди последних, вследствие взаимодействия обеих подсистем металла, особый интерес представляет ультразвуковая спектроскопия, для которой характерны два основных направления исследований. Это, во-первых, изучение свойств электронной подсистемы - энергетического спектра, релаксационных параметров электронов проводимости и т.д. Во-вторых, изучение характера проявления самого взаимодействия, его природы. Этот вопрос является : исключительно важным, так как взаимодействие ионной и электронной подсистем металла определяется как свойствами последней, так и параметрами, характеризующими деформационный механизм изменения энергетического спектра электронов, которые в случае сложных металлических систем также не могут быть вычислены из первых принципов.
В сверхчистых металлических кристаллах при низких температурах в области радиочастот длина свободного пробега электронов существенно превышает длину волны ультразвука. Это приводит к возможности резонансного одночастичного взаимодействия ультразвуковой волны с электронами, движущимися синфазно с ней. Такой нело - 5 кальный механизм взаимодействия по своей природе является общим как для ультразвуковых, так и для электромагнитных волн, например, плазменных [I ] . Затухание, обусловленное этим механизмом, называется бесстолкновительным затуханием Ландау [2 ] .
На частотах существенно меньших плазменной для металла, помещенного в достаточно сильное магнитное поле, ситуация изменяется.
Во-первых, внешнее магнитное поле упорядочивает движение электронов, которые теперь дрейфуют вдоль поля по спиральным траекториям. Нелокальный механизм Ландау по-прежнему работает, если есть электроны, для которых выполняется условие доплер-сдвинутого циклотронного резонанса (ДСЦР). Взаимодействие электронов со звуком, обусловленное этим эффектом и получившее название доплер-сдвинутого акустического циклотронного резонанса (ДСАЦР), было впервые экспериментально обнаружено и объяснено Галкиным, Канером и Королюком [3 ] . Одновременно было положено начало и теоретическим исследованиям явления [4—7] . Однако, несмотря на внешнюю простоту физики эффекта, точному количественному анализу до сих пор поддавались только упрощенные модели металла.
Во-вторых, в присутствии внешнего магнитного поля в металлах возможно распространение слабозатухающих электромагнитных мод, являющихся коллективными возбуждениями электронной плазмы. В нормальных металлах, на частотах меньших циклотронной и частоты релаксации электронов, этими модами являются геликоны [8,9] , обнаружение которых [Ю] положило начало интенсивным исследованиям волн в металлах, и доплероны [11,12] • Существование доплеронов обусловлено доплер-сдвинутым циклотронным резонансом выделенных групп носителей и является физическим следствием фермиевского вырождения электронной плазмы в металлах. Поэтому доплерон - волна, специфичная для металлов и не имеющая, в отличие от геликона, аналогов в невырожденной плазме. Геликоны и доплероны являются поперечными циркулярно поляризованными модами, спектры которых могут пересекаться со спектром поперечной компоненты ультразвука. В точках вырождения мод возможно резонансное возбуждение электромагнитных волн ультразвуковой, вследствие чего поглощение ультразвука резко возрастает. Очевидно, что природа геликон-фононного и доп-лерон-фононного резонансов одна и та же. Однако характерной особенностью геликонных спектров является то, что геликон-чрононный резонанс проявляется в металлах в относительно больших, зачастую недостижимых магнитных полях, тогда как доплерон-фононный резонанс (ДФР), обнаруженный впервые в кадмии [13J , в силу специфичности спектральных характеристик доплеронов может наблюдаться в существенно меньших полях (см. 1-ый раздел) во многих металлах, в особенности в металлах со сложной зонной структурой. Поэтому исключительную важность приобретают экспериментальные исследования ДФР, позволяющие наиболее полно и всесторонне изучать вообще проблему резонансного взаимодействия ультразвуковых и слабозатухающих электромагнитных волн в нормальных металлах.
Основной целью настоящей диссертационной работы является экспериментальное и теоретическое исследование эффектов квазиодночас-тичного и коллективного взаимодействия электронов с ультразвуковыми волнами - ДСАЦР и ДФР.
Выбор в качестве объектов исследования кадмия и цинка - компенсированных металлов со схожими поверхностями Ферми - позволил решить две задачи. Во-первых, - первоочередную - по разделению и однозначной идентификации обоих эффектов, что является непременным условием правильной интерпретации экспериментальных результатов. Во-вторых, - по изучению влияния незначительных различий в энергетическом спектре на характер взаимодействия электронов со звуком. Сопутствующая проблема - совместного (по полю) проявления ДСАЦР и ДФР - была исследована в вольфраме.
Иной характер имеют результаты экспериментального и теоретического изучения кинетики электронов в условиях магнитного пробоя в цинке. В этих исследованиях, ставящих целью анализ одного из аспектов явления магнитного пробоя, природа электронного взаимодействия вообще не рассматривалась.
В результате исследований поглощения поперечного и продольного ультразвука в монокристаллических образцах в постоянном магнитном поле была получена новая информация о свойствах электронной плазмы и особенностях одночастичного и коллективного взаимодействия электронов с ультразвуковыми волнами в металлах:
1. Обнаружено, что в кадмии ДСАЦР поперечного ультразвука и дырок "монстра" проявляется при малых частотах в виде особенности типа "край Келдаса", трансформирующейся с увеличением частоты в асимметричный пик. Показано, что такая трансформация свидетельствует о том, что на низких частотах поглощение поперечного ультразвука обусловлено в основном индукционным взаимодействием ионной и электронной подсистем, тогда как на достаточно высоких частотах превалирует деформационный механизм поглощения. Показана общность результата для компенсированных металлов.
2. На примере ДФР в кадмии всесторонне исследовано взаимодействие ультразвуковых и слабозатухающих электромагнитных волн в металлах. Экспериментально и теоретически изучены спектр доплерона, форма резонансной линии, амплитудно-угловая зависимость, обусловленная магнитным затуханием Ландау. Обнаружено, что в цинке отсутствуют волновые резонансы, наблюдаемые в кадмии, что объясняется выдвинутым ранее предположением о перестройке электромагнитного спектра цинка вследствие межзонного магнитного пробоя.
3. В результате исследования совместного (по полю) проявления эффектов ДСАЦР и ДФР в вольфраме обнаружен кратный доплерон - 8 фононний резонанс, а такне антирезонанс, проявляющийся не только на монотонном фоне поглощения, как это было предсказано теоретически, но и на фоне пика ДФР.
4. В цинке обнаружены осцилляции поглощения звука, периодичные в обратном магнитном поле, имеющие необычную линейную частотно-угловую зависимость. Доказано, что эти осцилляции являются результатом интерференции электронных волновых пакетов, дрейфующих вдоль поля, в результате магнитного пробоя между 1-ой и 2-ой зонами.
Изложенные выше основные результаты диссертационной работы были получены впервые и выносятся на защиту.
Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Всесоюзных совещаниях по физике низких температур (НТ-21,Харьков-1980; НТ-22, Кишинев-1982; НТ-23, Таллин-1984), Международной конференции стран-членов СЭВ по физике и технике низких температур (XXI, Варна-1983), Всесоюзных конференциях по акустоэлектронике и квантовой акустике (ВКАЭКА.-П, Душанбе -1981; ВКАЭМ-ХП, Саратов-1983), Ш-ем Всесоюзном семинаре по низкотемпературной физике металлов (Донецк-1983).
Диссертация состоит из введения, пяти разделов и заключения. В первом разделе кратко изложены история, некоторые аспекты теории распространения электромагнитных волн и взаимодействия ионной и электронной подсистем в металлах во внешнем постоянном магнитном поле, приведены соотношения, необходимые для анализа экспериментальных результатов. Во втором разделе описана экспериментальная установка, методика измерений, технология приготовления образцов и пьезодатчиков, рассмотрены вопросы обработки экспериментальных результатов. В третьем разделе приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований ДСЦР и ДФР в кадмии и цинке, проведен сравнительный теоретико-экспериментальный анализ полученных данных. В четвертом разделе обсуждаются результаты магнитоакустического ДСЦР в вольфраме, свидетельствующие об обнаружении кратного ДФР и антирезонанса на фоне пика ДФР. В пятом разделе приведены результаты теоретического и экспериментального исследования явления интерференции "электронных волн" в цинке, обусловленной межзонным магнитным пробоем. В заключении в краткой форме сформулированы основные результаты, полученные в диссертационной работе.
Спектр слабозатухающих электромагнитных мод в металлах
Исследуем теперь полученное дисперсионное уравнение в бес-столкновительном пределе ( )Г- 0)$ решая его для наглядности (см. [25] ) графически. Это решение приведено на рис.1«I , где кривые - правая часть (1.26), прямые Ct, О и С - левая часть в поляризации "минус" для последовательно больших значений fcf , а прямая и - левая часть (1.26) в поляризации "плюс".
Как видно из рис.1 Л , дисперсионное уравнение (1.26) при любом g имеет в поляризации "плюс" решение & , воответствую-щее чисто мнимому / и известное как противогеликонное. В поляризации "минус" в зависимости от величины параметра g уравнение (1.26) может иметь либо два вещественных решения 6 ж D , либо не иметь их вообще (прямая CL). Видно также, что в локальном пределе ( Z" 0i г-"!) решение D отсутствует, а решение L? , называемое геликонным, существует для любых значений 8 »
Первым следствием учета нелокальных эффектов является существование мнимой части функции г (?/ t т»е. диссипативной части проводимости (см.(1.27)), при Z У I» Физический смысл этого очевиден. Действительно, для волны с волновым вектором /{ &)с/2 на ПФ всегда найдутся электроны, для которых выполняется условие являющееся условием ДСЦР. Эти электроны резонансным образом поглощают энергию электромагнитной волны. Такое поглощение называется бесстолкновительным доплер-сдвинутым циклотронным поглощением и обуславливает наличие диссипативной части проводимости. При при-ближений Z к значению Ъ =1 поглощение растет, что связано с возрастанием числа электронов, участвующих в поглощении.
Вторым следствием учета нелокальных эффектов и ДСЦР является обращение в бесконечность при Z - "I ( Z I) действительной части функции г (Z/ Именно это приводит к ограничению области
Волна, соответствующая этому решешпо, обусловленному ДСЦР, была названа доп-лероном [її] . Доплерон, как и геликон, является поперечной циркулярно поляризованной волной. Для данной модели металла знак поляризации доплерона совпадает со знаком поляризации геликона ("минус").
На рис.1.2 графически приведено решение дисперсионного уравнения (1.26), полученное в [25,26] в бесстолкновительном (Г— 0) пределе. Точечная прямая (Z =D» соответствующая ДСЦР электронов сечения Ш с максимальным значением Ги , разделяет две области. Над прямой - область І, в которой электромагнитные волны поглощаются вследствие ДСЦР. В области П бесстолкновительное поглощение отсутствует. Точечная кривая соответствует геликонному решению в локальном пределе. Видно, что наличие края бесстолкнови-тельного поглощения приводит к появлению доплеронного решения и ограничению области существования геликона и доплерона (En/u); щ — Jo- соответствует прямой и на рис.1.1).
Компенсированный металл.Рассмотрим теперь компенсированный металл, т.е. металл с равными концентрациям! электронов и дырок Ne-N -N Будем исследовать модель Ш, состоящую из двух "гофрированных цилиндров" (1.23) с равными объемами, но различными значениями ГІ ах Обозначая все электронные и дырочные параметры индексами и h , получим аналогично (1.27)
Спектр электроглгнитынх волн л некоглпенсированном металле (Ї.23) в полярЕзацаи "шшус". Точечная Я "Э прямая соответствует ,:PV электронов ( \Ъ\ =1). Точечная кривая - геліікоішояр решению (1.26) в локальном пределе ( 2 0 ). = J/27/4 .
Дисперсионное уравнение (1.26) с проводимостью (1.29) невозможно решить аналитически. Поэтому будем анализировать его в бес-столкновительноы пределе графически. Это решение иллюстрирует рис.1.3 (мы положим для определенности cL = 0,1). Видно, что в поляризации "минус" геликонное решение отсутствует, а доплерон-ное, чисто вещественное решение В существует при р Е , где f соответствует прямой О . Мы не можем решать (1.26) с о (1.29) в поляризации "плюс" графически, т.к. в области I {
Однако очевидно, чтю для тех » ДДя которых JP7 F t можно пренебречь диссипативной частью проводимости и тогда графическое решение (I.2S) с правой частью, равной/гвА , будет достаточно корректным. Это решение, обозначеішое на рис.1.3 буквой В% , обусловлено ДСЦР дырок и соответствует доплеронной волне, имеющей круговую поляризацию "плюс". При уменьшении параметра величина ReF для В% падает и становится сравнимой с CfmF» Вследствие этого дырочный доплерон будет сильно затухать и его спектр будет ограничен по Щ снизу. По этой же причине не будет распространяться волна, соответствующая на рис. 1.3 точке и .
На рис.1.4 приведено графическое решение (1.26), (1.29) в координатах fi (f/?0) Точечные прямые делят квадрант на три части. В области III бесстолкновительное поглощение отсутствует и возможно распространение электронного доплерона Bt . В области II волны бесстолкновительно поглощаются электронами, вследствие чего спектр дырочного доплерона Bz будет "обрезан" по полю снизу, а волна иг вообще не распространяется (пунктир на рис.1.4). И, наконец, в области I электромагнитные волны поглощаются как электронами, так и дырками (все сказанное выше о бесстолкновитель-ном поглощении относится и к ультразвуковым волнам).
Изготовление пьезодатчиков
Основной целью настоящей работы является экспериментальное исследование особенностей проявления в поглощении ультразвука двух принципиально различных эффектов, обусловленных доплер-сдвинутым циклотронным резонансом. Первый эффект связан с квази-одночастичным взаимодействием свободных носителей со звуком. Второй - с коллективным взаимодействием, т.е. со взаимодействием поперечных ультразвуковых волн с собственными слабозатухающими электромагнитными модами металла - доплеронами.
В эксперименте использовалась традиционная методика зондирования специальным образом ориентированных монокристаллических образцов металла ультразвуковыми импульсами заданной частоты. Экспериментальные результаты получались в виде кривых поглощения звука в функции величины внешнего магнитного поля. Помимо изучения принципиальных особенностей исследуемых в настоящей работе явлений и сравнения теории с экспериментом, полученные результаты позволяют находить такие важные характеристики металла, как дифференциальные параметры ПФ и электромагнитный спектр, а значит и нелокальную проводимость.
Необходимым условием наблюдения изучаемых эффектов является малая по сравнению с циклотронной частота соударений свободных носителей с дефектами в кристалле и большая по сравнению с длиной волны ультразвука их длина свободного пробега. Эти условия выполнялись в эксперименте в исследуемых чистых металлических кристален лах при гелиевых температурах, уже в достаточно слабых ( 10 Э) магнитных полях. В эксперименте применялся импульсный метод зондирования, который не требовал тщательной экранировки приемного тракта установки от передающего. Нами использовался импульсный спектрометр, подробно описанный в [64J , диапазон частот которого составлял 30 - 1000 МГц. Спектрометр включает три функционально независимых части: 1. Измерительную часть, предназначенную для генерации высо кочастотных импульсов заданной частоты и длительности, прямого и обратного преобразования электромагнитных импульсов в ультразвуковые, приема и регистрации прошедших через исследуемый образец сигналов. 2. Аппаратуру для создания, изменения со временем и регистрации величины магнитного поля. 3. Криогенную часть, обеспечивающую необходимую температуру образца. Разберем последовательно работу каждой, части измерительной установки.
Блок-схема измерительной части экспериментальной установки приведена на рис.2.1. Опишем кратко принцип её действия. Работу всего спектрометра задает генератор Г5-І5, который запускает следующий генератор Г5-І5 и синхронизирует контрольный осциллограф CI-20. Второй генератор выдает импульс заданной полярности, длительности и амплитуды на высокочастотную часть установки. Этот импульс либо модулирует работу стандартных генераторов ГЗ-І9А (30-200 МГц) и ГЗ-20 (200-820 МГц), либо запускает блок, состоящий из "генератора-модулятора" и модифицированного генератора Г4-5 (150-1000 МГц). Этот блок, работающий в том же, что и генераторы ГЗ-І9 А и ГЗ-20 диапазоне частот, был изготовлен Бутенко Т.Ф. и Дементенко А.К. по следующим причинам. Во-первых, мощности стандартных генераторов не всегда хватало для проведения измерений. В особенности это касается генератора ГЗ-20.
Анализ экспериментальных результатов
Существуют разногласия по поводу наличия "звезд" и "сигар" в 3-ей и 4-ой зонах. Из-за отсутствия надежных экспериментальных данных и, основываясь на результатах вычислений [78] , будем полагать их несуществующими.
При низких температурах отношение C/CL для кадмия равно 1,886 ,а для однка - 1,8246. Поэтому следует ожидать, что в кадмии электронные "иглы" будут отсутствовать, т.к. критическое значение С / CL равно 1/8/3 = 1,8607. По этой же причине в кадмии должны отсутствовать горизонтальные "рукава монстра". Последующие эксперименты (см.обзор [79] ) подтвердили это предположение,причем в недавно опубликованной работе [80] было экспериментально показано, что при достаточно больших давлениях ПФ кадмия во 2-ой и 3-ей зонах трансформируется в поверхность, аналогичную ПФ однка.
Кадмий и однк ЯЕЛЯЮТСЯ компенсированными металлами, т.е. металлами с равными концентрациями электронов и дырок.
Основные параметры электронных "линз" в кадмии и цинке отличаются незначительно: концентрации электронов, вычисленные с помощью данных [81,82] , равны 0,5-10 -3(CcL ) и 0,6-10.-3 ( Z/2), а экспериментально найденные при И II I0001] максималь-ные значения гъ (для опорной точки) - 1,43 A L83J и 1,63 А х [84] (1,68 А [85] ) соответственно. Дырочный "монстр" в кадмии состоит из двух гофрированных цилиндров, связанных друг с другом поворотной (60) симметрией относительно оси [OOOl] . Дяя каждого цилиндра при НИ [OOOl] {j- =3) Я д. = 0,342 А-1 [83]. Так как дырочный "монстр" в цинке соединен в единую поверхность горизонтальными "рукавами", то сечения с экстремальными значениями Я ( Н II f 00017 ) отсутствуют. В то же время наличие на поверхности "монстра" седловых точек приводит к отсутствию края бесстолкновительного поглощения звука, т.к. функция Я-(Р; может иметь сколь угодно большое значение [ 84] . Дырочные "пирамиды" в кадмии и пинке близки по форме и размерам и имеют очень незначительный объем: например, в вднке концентрация этой группы носителей Np = 0,03-10-3 ( /2WX= »43 А"1 ; НИ [000l]) [85] . Следовательно, основной вклад в бесстолкновительное поглощение ультразвука в кадмии и цинке должны давать мощные группы электронов и дырок во 2-й и 3-ей зонах.
В нашем анализе мы можем пренебречь присутствием электронных "игл" в з-ей зоне в цинке из-за ничтожно малого объема. Однако следует отметить, что магнитный пробой между 2-ой и 3-ей зонами вблизи точек К зоны Бриллюэна, наступающий в достаточно слабых полях ( 3 1,3 кЭ Г 86 J ), может существенно изменить ситуацию. В результате магнитного пробоя при Н/if 0001 ] слой дырочных орбит заменяется электронными орбитами, что приводит к раскомпенсации электронных и дырочных объемов. Следовательно, в принципе, в цинке в достаточно больших полях на соответствующих частотах возможно наблюдение геликон-фононного резонанса [84] .
Поверхность кадмия к настоящему времени хорошо изучена, что делает этот металл исключительно удобным модельным материалом для исследования поглощения звука в компенсированных металлах. Наличие двух мощных, практически равных по концентрации групп носителей - дырок "монстра" и электронов "линзы" - явилось одним из основных факторов, позволивших разделить, всесторонне изучить в кадмии эффекты одночастинного и коллективного взаимодействия электронов со звуком, и выявить ряд характерных особенностей исследуемых эффектов, присущих нормальным металлам вообще.
Акустический ДСЦР (поперечный звук). На рис.3.4 приведены примеры экспериментальных записей поглощения поперечного ультразвука в кадмии для различных частот ультразвуковой волны.
Более простой вид кривая поглощения имеет на низких частотах (кривые I и 2). Видно, что она качественно схожа с теоретической кривой, полученной Келдасом для модели свободных электронов [4 ] . Естественно поэтому предположить, что и в нашем случае последняя по полю мощная особенность-излом (Мр, размытый, по-видимому, столкновениями, обусловлена ДСЦР звука и носителей одной из групп для /7=1. Как видно из рис.3.5 , величина этого поля растет линейно с частотой и удовлетворяет условию акустического ДСЦР(1.43) для резонансной группы дырок "монстра". Хорошо согласуется также вычисленная угловая зависимость п. extz (рис.3,6) с данными исследований осцилляции Зондхеймера [83 ] . Приведенные факты свидетельствуют о том, что интересующей нас группой являются действительно дырки "монстра" (при расчетах в (1.43) мы пренебрегали и будем пренебрегать впоследствии СО по сравнению с CIV )»
Из сравнения кривых на рис.3.4 видно, что с ростом частоты рассматриваемая нами особенность, имеющая вид "края Келдаса", трансформируется в "ступень", а далее и в асимметричный пик,предшествующий резонансному полю Mj» На еще более высоких частотах пик становится доминирующим во всей области п М{. Аналогичные результаты получены ранее в вольфраме [35] и удовлетворительно согласуются (в меру неизбежного произвола при выборе параметров модели металла и деформационного потенциала) с теоретическими представлениями [34,62] . Следует, однако, отметить, что в [34,62] рассматривались простые модели металла. В связи с этим корректность использования результатов этих работ в случае компенсированного металла со сложной Ш проблематична.
Экспериментальные результаты
Очевидно, однако, что в этой области углов характеристики резонансной группы 6 резко изменяются. Так, рост амплитуды В -пика, который, мы полагаем, является пиком ДФР, указывает на возрастание "мощности" (см.пункт 1.3.3) резонансной группы. При этом обязательно произойдет перестройка спектра доплерона, который больше отклонится от прямой ДСЦР, что и вызовет смещение пика ДФР в область больших полей. В свою очередь, появление гармоник основного резонанса с очевидностью свидетельствует о резком изменении формы и симметрии резонансного сечения. Дальнейший рост угла в приводит к возрастанию бесстолкновительного резонансного поглощения доплеронов, обусловленного различными механизмами (см.предыдущий пункт), в результате чего амплитуда пиков ДФР вновь падает.
Приведенные результаты свидетельствуют о том, что магнито-акустический антирезонанс монет наблюдаться не только на монотонном фоне, обусловленном одночастичным взаимодействием электронов со звуком, как это было предсказано в [63] , но и на фоне пика доплерон-фононного резонанса.
Для в 0 (рис.4.4,а) форма проявления резонансных особенностей A±}Bi и их гармоник сходна с таковой, наблюдаемой в геометрии И II (112). Следует заметить только, что резонансные серии А были выражены заметно слабее. Поэтому мы не будем анализировать результаты, полученные в этой геометрии.
Заключение. Из большого числа полученных в настоящей работе данных следует выделить два характерных результата. Это обнаружение кратных доплерон-фононных резонансов и магнитоакусти-ческого антирезонанса на фоне доплерон-фононного резонанса.
1. Возможность обнаружения ДФР и кратных ДФР полностью определяется электромагнитным спектром металла. Особенности спектра определяют те трудности (зачастую в конкретном эксперименте непреодолимые), которые могут возникнуть в эксперименте. Это прежде всего необходимость достижения больших частот и магнитных полей. Примером может служить кадмий (раздел 3), поверхность "монстра" которого имеет ярко выраженную симметрию третьего порядка, что и обусловило наблюдение кратных доплеронов f107 ] . Однако Е нашем эксперименте соответствующие кратные волновые ре-зонансы не наблюдались. Электромагнитный спектр вольфрама в исследуемой в настоящей работе геометрии в этом смысле оказался более подходящим, что и обусловило наблюдение кратных доплерон-фононных резонансов.
2. Существенно отметить, что магнитоакустический антирезонанс на фоне ДФР имеет двойственный характер. С одной стороны, он, как и в рассмотренном в [бЗ] классическом случае, связан с ростом в знаменателе (1.66) или (1.67) диссипативной части проводимости, что позволяет считать его результатом одночастичного взаимодействия электронов со звуком. При этом можно вообще не интересоваться тем, что само поглощение, т.е. "фон", имеет и волновую природу. С другой - амплитуда возбуждаемого звуком В -доплерона в этой области полей должна уменьшаться вследствие роста бесстолк-новительного поглощения доплеронной волны носителями группы Д О этой точки зрения мы наблюдаем факт резонансного одночастичного поглощения электромагнитной ЕОЛНЫ, которое и проявляется, в свою очередь, в поглощении ультразвука.
В заключение следует коротко обсудить вопрос о возможности наблюдения волновых резонансов при больших углах ( в ) между направлениями волнового вектора звука (и доплерона) и вектора магнитного поля. Это вопрос важен, т.к. область существования доплеронов, а следовательно и ДФР, может быть существенно ограничена по углу вследствие магнитного затухания Ландау. Так, например, в кадмии было обнаружено, что вследствие включения магнитного затухания Ландау доплеронные осцилляции, обусловленные электронами опорной точки "линзы" исчезают при в 5 [ 54] , а пик ДР, обусловленный дырками "монстра" - при 8 /3 /"51J (см.раздел 3), причем сделанные выводы были подтверждены расчетом. Однако имеется и противоположный пример. В цинке, например, доплеронные осцилляции наблюдались при очень больших углах 6 (40 -50) [Ы] . Следовательно, принимая во внимание полученные в настоящей работе результаты, факт возможности распространения доп-леронов для таких больших углов не является единичным. Величина магнитного затухания Ландау определяется формой Ш металла и, по-видимому, в цинке и вольфраме величина его не так велика, как в кадмии. Количественный анализ затрудняется, однако, сложностью ПФ цинка и вольфрама.
