Доплер-сдвинутый акустический циклотронный резонанс в кадмии, цинке и вольфраме

• Автор: Волкова, Людмила Петровна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Донецк
• Количество страниц: 152 c. : ил

1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ В МЕТАЛЛАХ И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

С УЛЬТРАЗВУКОВЫМИ ВОЛНАМИ

1.1. Дисперсионное уравнение для электромагнитных

волн в нормальных металлах

1.2. Проводимость металла в магнитном поле

1.3. Спектр слабозатухающих электромагнитных

мод в металлах

1.3.1. Некомпенсированный металл

1.3.2. Компенсированный металл

1.3.3. Заключение и дополнения

1.4. Резонансное поглощение ультразвуковых волн

в нормальных металлах
1.4.1. Доплер-сдвинутый акустический
циклотронный резонанс (ДСАЦР)
1.4.2. Доплерон-фононный резонанс (ДФР)
1.5. Система уравнений для связанных звуковых и электромагнитных мод в металле .
1.5.1. Некомпенсированный металл
1.5.2. Компенсированный металл
1.5.3. Бесстолкновительное затухание поперечного ультразвука в нормальных металлах
2. ЭКСПЕРИМЕНТ. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1. Детали эксперимента
2.1.1. Экспериментальная установка
2.1.2. Изготовление пьезодатчиков
2.1.3. Приготовление образцов
2.2. Анализ экспериментальных результатов. Ошибки
эксперимента

3. ДОШЕЕР-СДВИНУТЫЙ ЦИКЛОТРОННЫЙ РЕЗОНАНС В КАДМИИ
И ЦИНКЕ
3.1. Кристаллическая структура и поверхности
Ферми кадмия и цинка
3.2. Резонансное поглощение ультразвука в кадмии
3.2.1. Акустический ДСЦР (поперечный звук)
3.2.2. Акустический ДСЦР (продольный звук)
3.2.3. Доилерон-фононный резонанс
3.3. Резонансное поглощение ультразвука в цинке
3.4. Теоретический анализ экспериментальных
результатов
4. ДОШЕР-СДВИНУТЫЙ ЦИКЛОТРОННЫЙ РЕЗОНАНС В ВОЛЬФРАМЕ
4.1. Поверхность Ферми вольфрама
4.2. Анализ экспериментальных результатов
4.2.1. /-/ II (112)
4.2.2. (ПО)
4.2.3. Заключение
5. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ КОГЕРЕНТНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СОСТОЯНИЙ
В ЦИНКЕ
5.1. Введение
5.2. Экспериментальные результаты
5.3. Теоретический анализ экспериментальных
результатов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

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-

вольфрам - 100 ООО -5-150 ООО.
Используемые в экспериментах образцы кадмия имели форму дисков ф 5 мм и толщиной &= 4 мм. Выращивание образцов заданной формы, толщины и кристаллографической ориентации производилось в разборной кварцевой форме по методу, близкому к описанному в [б9,70] Форма для выращивания образцов состоит из двух боковых оптически полированных стенок и средней, разрезанной пополам пластины -вкладыша, имеющей в центре отверстие диаметром 5 мм. К центральному отверстию вдоль разреза вкладыша подходят конические отверстия. Форма скрепляется четырьмя коническими, хорошо притертыми штифтами. Толщина среднего вкладыша ( строго плоскопараллельного) составляла 4 мм и определяла толщину изготовленного образца. В верхнее коническое отверстие формы вставлялся хорошо притертый капилляр - литник с воронкой для загрузки необходимого количества исходного сверхчистого кадмия. В нижнем коническом отверстии помещается тоже хорошо притертый толстостенный капилляр с затравкой кадмия определенной ориентации, от которой происходит рост образца заданного кристаллографического направления.
Чтобы металл не прилипал к деталям формы, она в разобранном виде помещалась в смесь раствора хромпика в серной кислоте и дистиллированной воды и выдерживалась в течение суток, затем тщательно промывалась в дистиллированной воде, чистом бензине, спирте и высушивалась. Затем все места контакта с металлом покрывались тонким слоем раствора вакуумной замазки в бензине (1г вакуумной замазки на 1л бензина "Галоша") и коптились в пламени ацетона. Подготовленная и собранная форма помещалась в стальную обойму, служащую для установки формы на штангах, скрепления ее и выравнивания градиента температуры. В различных местах обоймы приварены термопары (хромель - алюмель), э.д.с. этих термопар измерялась многоточечным самопишущим потенциометром и записывалась на диаграммной