Взаимодействие высокочастотных упругих волн с электронами в галлии в магнитном поле

• Автор: Бурма, Николай Гаврилович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 124 c. : ил

.ОГЛАВЛЕНИЕ

.ВВЕДЕНИЕ

1. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

1.1. Экспериментальная установка

1.1.1. Измерительное устройство

1.1.2. Устройство для создания и управления магнитным полем

1.1.3. Низкотемпературное устройство и устройство механического наклона образцов

1.1.4. Криогенная часть установки

1.2. Приготовление образцов

1.3. Генерирование ультразвуковых волн в образце

1.4. Упругие и электронные свойства галлия
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЗВУКА С НОСИТЕЛЯМИ ЗАРЯДА В КЛАССИЧЕСКИ СИЛЬНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ
2.1. Основные физические представления и соотношения динамической теории упругости в металлах
(обзор)
2.2- Экспериментальное изучение нерезонансного взаимодействия электронов со звуком в классически
сильных магнитных полях
2.2.I.. Теоретическое описание
2.2.2. Результаты экспериментов
2.3. Эффект отклонения на электронах открытых
орбит
3. ЭЛЕКТРОННЫЙ ПЕРЕНОС ЗВУКА
3.1. Эксперименты по обнаружению электронного переноса звука по цепочке орбит

-3.2. Электронный перенос звука в условиях акустического допплер-сдвинутого циклотронного резонанса на
электронах открытых орбит
3.3. Электронный перенос звука в классически сильных
магнитных полях
4. СПИРАЛЬНЫЕ ЦИКЛОТРОННЫЕ ВОЛНЫ
4.1. Теория спиральных циклотронных волн
4.2. Экспериментальное исследование взаимодействия звука
со спиральными циклотронными волнами
4.2.1. Эксперименты при распространении звука вдоль открытости
4.2.2. Эксперименты при распространении звука под малым углом к открытости
4.3. Прикладные возможности эффектов взаимодействия звука со спиральными циклотронными волнами
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
- 4, -
Диссертационная работа посвящена экспериментальному изучению явлений, наблюдающихся при распространении высокочастотных звуковых волн в нормальных металлах в магнитном поле. Интерес к их изучению обусловлен тем, что динамические упругие свойства металлов в значительной степени определяются его электронной подсистемой. С одной стороны, подвижные электроны проводимости играют важную роль в формировании спектра колебаний решетки и решают проблему ее устойчивости. С другой стороны, в области гелиевых температур, когда резко возрастает "время жизни" квазичастичных возбуждений металла, его упругие свойства существенно определяются малочисленной группой фермиевских электронов, эффективно взаимодействующих с колебаниями решетки. Дополнительные упругие силы, действующие на решетку металла со стороны этих электронов, возникают при неравновесном состоянии электронной подсистемы в знакопеременном во времени и пространстве поле деформации, упругой волны. Эти силы являются функционалами электронного распределения и в случае медленных релаксационных процессов в неравновесной электронной подсистеме достигают значительной величины, что, в свою очередь, приводит к сильному изменению поглощения, скорости и поляризации распространяющихся в металле упругих волн.
Упругие характеристики металлов, связанные с неравновесными фермиевскими электронами, весьма чувствительны к воздействию внешних сил и полей, в особенности внешнего магнитного поля. Изменяя величину и направление последнего, легко осуществить избирательное взаимодействие упругих волн с различными ветвями квазичастичных возбуждений металла. В результате исследование процессов распространения в металлах упругих волн в присутствии внешнего магнитного поля позволяет получать обширную ин-
- 50 -
закона дисперсии электронов, ДЛЯ которого ,
А^Х=/нх-0 • Обращение в нуль средних Дух и Лгх , ответственных за взаимодействие с электронами поперечного звука, и приводит в пределе сильного магнитного поля к отсутствию электронных модулей сдвига, В случае же произвольного электронного спектра сильная перенормировка скорости возможна и для поперечного звука, поскольку средние Аух и Агх могут как обращаться в нуль, так и отличаться от нуля. Специально этот вопрос изучался в работе Конторовича ^26^ . Результаты расчетов /ук и Л 2Х , полученные в этой работе для односвязных сечений ПФ различной симметрии, приведены в таблице 2,1. Как видно, эти величины равны нулю, если вектор Н направлен в кристалле вдоль оси симметрии выше второго порядка и имеется плоскость симметрии. При низкосимметричных направлениях вектора Н выполнение обоих условий /Ь* ^ 0 и Лъх^=0 не достигается,
как правило, одновременно, т.е. результат перенормировки скорости
ти поперечного звука зависит от взаимной ориентации векторов и. и Н
Важным результатом, полученным в £2б] , является зависимость результата усреднения недиагональных компонент тензора А(р) не только от симметрии кристалла в направлении вектора Н , но и связности сечений ПФ. Как правило, симметрия отдельных сечений ПФ, являющихся частями многосвязного сечения ПФ, оказывается ниже симметрии кристалла в направлении вектора Н . По этой причине средние Лух(рг) и / -£х(рг) Для отдельных низкосимметричных сечений многосвязной ПФ могут отличаться от нуля, благодаря чему сильная перенормировка скорости поперечного звука возможна и при высокосимметричных направлениях вектора Н в кристалле.
В приближении постоянного по ПФ времени релаксации элект-