Введение к работе
Акздаяьнпсть_тймы. в настоящее время низкотемпературная акустика прочно утвердилась в ряду наиболее информативных средств исследования электронной системы металлов. Особое место экспериментальнь-х ультразвуковых (УЗ) методов определяется, "в первую очередь, специальной (а именно- периодической ) йостр.ансіеннда картиной упругих деформаций и сил, действующих на электрон со стороны УЗ волны. Поглощение, и скорость звука существенно зависят от соотношения между длиной свободного пробега электронов і и длиной ВОЛНЫ A.=2lC^q (q -в лновой вектор). Принято считать Пэ, что специфические ультразвуковые эффекты начинают проявляться в области значений параметра qi, сравнимых с единицей (условия пространственней дисперсии), а при, ql » і эти эффекты должны выходить на насыщение. Временные изменения, происходящие в реальной УЗ волне состоят в том, что со временен фаза волны в любой фиксированной точке пространства меняется и этот фазовый сдвиг за характерное время электронной релаксации і составляет ил. Учет движения поля деформаций может стать актуальным при сравнимых с единицей значениях их (в условиях частотной или временной дисперсии). Для металлов отношение двух параметров составляет (qi > у (arc) ~ ю3.
При включении внешнего магнитного поля н появляется новый фактор - циклическое движение электрона и новый параметр -частота обращения по циклотронной орбите Q - н . Наблюдаемая картина УЗ эффектов зависит.от значений Q и иных индивидуальных характеристик отдельных циклотронных траекторий. Варьируя н, ны получаем спектр УЗ эффектов, каждый из которых связан с траекториями определенного типа. Поэтому иагнитоа-кустика позволяет определять характеристики отдельных электронных орбит, тек самым значительно расширяя информативность уль развукового эксперимента. Перспективной в этом отношешении оказывается геометрия эксперимента, при которой поле параллельно волновому вектору.
К сожалению, реализация потенциальных возможностей акустики металлов в продольном поле затрудняется недостаточной изученностью магнитоакустических явлений. Инея, ввиду потребность в достижении более полного и глубокого понимания особенностей взаимодействия между упругой волной и электронами
проводимости, следует признать актуальным дальнейшее развитие фунданентальных иагнитоакустических исследований при чЦн - за счет расширения, спектра доступных экспериментальных условий.
Цель.работы формулировалась следующим образом: обнаружение, исследование и интерпретация акустических эффектов при 'ч|н, появляющихся в немагнитных металлах лишь в условиях
ql >> 1.
Объектом исследования является индий. К началу работы имелись нонокристаллические образцы индия высокого совершенства, что обеспечивало большие длины свободного пробега. Именно поэтому выбор был остановлен на данном металле.
НаУЛиаалдВ-ИЗДа. ПлУчен Р*Д новых результатов, которые и выносятся на защиту.
Обнаружен новый поляризационный эффект - квазипериодичес-кие изченения эллиптичности УЗ в зависимости от обратной величины магнитного поля в области циклотронного поглощения. Доказана принадлежность эффекта к группе нагнитоакустичгских геометрических осцилляции и дана его интерпретация.
Получено единое дисперсионное уравнение, описывающее распространение в металле как двух поперечных собственных волн разной круговой поляризации,.так и волны продольной. Для всех возникающих в задаче электроакустических коэффициентов получено единое выражение, справедливое при описании любой из трех вышеупомянутых собственных иод.
Впервые дается формально-математическое описание геометрических осцилляции (ТО) в нетрадиционной геометрии чЦн в случае замкнутой ПФ произвольной геометрии -для трех собственных мод. Показано, что нетрадиционные ГО требуют для своего проявления условий временной дисперсии.
Предсказаны и впервые экспериментально наблюдались геометрические осцилляции скорости звука, а также ГО угла поворота плоскости Поляризации. Предсказано существование новых типов ГО: с удвоением частоты и гигантских.
Экспериментально доказана возможность использования ГО в продольной поле для изучения температурных зависимостей времени релаксации электронов на эффективной орбите.
Ьа^чная_и_пвактическая_ценность полученных результатов состоит в углублении существующих представлений о взаимодействии электронной подсистемы металла с ультразвуковой вол-
ной.
Исследование ГО при чЦн позволяет получить характеристики ферни-поверуности металла в области эффективных орбит, а также восстановить тип температурной зависимости времени релаксации на этих орбитах.
Агщйбция_р.абот_н. Результаты исследований, вошедших в диссертацию, обсуждались на Всесоюзных совещаниях по физике низких температур ixxvi -Донецк, 1990; xxix -Казань, 1992), итоговой конференции Института физики иеталлов за 1992 г., хх Международной конференции по физике низких температур (Юджин, СЖА -1993) и опубликованы в журналах:
"Philosophical Magazine Letters". "Philosophical Magazine
в". "Physica в". "Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики".
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. Она изложена на 101 странице машинописного текста, включая 30 рисунков. 8 списке цитируемой литературы 62 наименования.