Экспериментательное изучение нелинейных свойств нормальных металлов

• Автор: Чупров, Павел Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 151 c. : ил

ЗВЕДЕНИЕ

Глава I. НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭФФЕКТЫ НА ПОСТОЯННОМ И ПЕРЕМЕННОМ

ТОКЕ В МЕТАЛЛАХ

§ I. Нелинейность на постоянном токе

§ 2. Металлы в радиочастотном поле большой

амплитуда'

§ 3. Нелинейные эффекты в СВЧ диапазоне

Глава II. АВТОКОЛЕБАНИЯ МАКРОСКОПИЧЕСКОГО МАГНИТНОГО МОМЕНТА В МЕТАЛЛАХ И СИММЕТРИЯ ТОКОВЫХ

СОСТОЯНИЙ В ВИСМУТЕ

§ I. Токовые состояния. Качественное обсуждение

и теория
§ 2. Симметрия токовых состояний
§ 3. Устойчивость макроскопического магнитного
момента и автоколебания
§ 4, Методика наблюдения автоколебаний
§ 5. Экспериментальное наблюдение автоколебаний
в висмуте
§ 6. Поверхностный импеданс висмута на низких
частотах
Глава III. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ ДОМЕНЫ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ
ПЛАСТИНКАХ
§ I. Общие соображения о существовании электродинамических доменов в металлических пластинах

§ 2. Экспериментальное подтверждение
существования электродинамических доменов
Глава IV. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РАДИОВОЛН ПРИ ОТРАЖЕНИИ ОТ
НОРМАЛЬНОГО МЕТАЛЛА
§ I. Методика измерения
§ 2. Экспериментальные результаты
§ 3. Возможные механизмы возникновения
нелинейности
Глава V. НЕДИФФУЗИОННОЕ ПРОНИКНОВЕНИЕ НИЗКОЧАСТОТНЫХ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ВИСМУТ
§ I. Постановка задачи
§ 2. Методика измерений и экспериментальные
результаты
§ 3. Обсуждение экспериментальных результатов
Глава V1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОНОКРИСТАЛЛА МЕТАЛЛА В
КАЧЕСТВЕ ЭЛЕМЕНТА ПАМЯТИ
§ I. Принцип работы элемента памяти на монокристалле металла
§ 2. Результаты экспериментов
ЗАКЛКНЕНИЕ
ЖСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

В последнее время в различных областях физики твердого тела все большее внимание уделяется исследованию нелинейных процессов и поиску новых нелинейных эффектов. Сдвиг интересов в область исследования нелинейных свойств произошел и в низкотемпературной физике нормальных металлов. Действительно, к настоящему времени накоплен большой фактический материал о разнообразных линейных свойствах металлов. Изучение линейных свойств позволило определить различные характеристики металлов: форму и размер ферми-поверхности, времена релаксации, массы электронов. Появились металлические монокристаллы с длиной свободного пробега электронов при гелиевых температурах порядка миллиметра. При этом, было обнаружено, что с понижением температуры и улучшени-зм качества металлических монокристаллов нелинейные эффекты становятся ярко выраженными, даже при сравнительно низких напря-кенностях электрического и магнитного поля в толще металла. 1аконец, надежда на создание новых элементов криогенной электро-паки на основе металлических монокристаллов связана с использованием именно нелинейных свойств.
Данная диссертационная работа посвящена дальнейшему изуче-шю уже известных и поиску новых низкотемпературных электроди-гамических нелинейных эффнктов, которые можно наблюдать, если зеталлический образец (висмута, олова) облучается переменным >лектромагнитным полем большой амплитуды. В экспериментах иссле-[.ован частотный диапазон от 170 Гц до нескольких мегагерц.
Диссертация состоит из шести глав, в которых обсуждаются ©линейные свойства нормальных металлов.

Кг* Яг (Н,1?/г, Но **{£ «) *Ъг 4) , {2Л1)
здесь */, х ~ функция, задающая связь между Ж ш И в случае одного цилиндра (2.7), угол отсчитывается от направления высокочастотного тока. Коэффициент (Ь учитывает вклад дырок в высокочастотную проводимость ( Я < 2/3, если не учитывать вклад вдрок, то =2/3),
Скачкообразное изменение макроскопического магнитного мо-дента происходит при тех значениж Н0и V5 , когда хотя бы одна аз производных
!^ /дНо - //; 2.
эбращается в бесконечность. Дифференцируя (2.21) и приравнивая нулю определитель подучившейся системы уравнений, имеем
((2.22)
Система уравнений (2.22) определяет зависимость величины внешнего поля, при которой происходит скачок магнитного момента образца от угла ^. При каждом значении Я может существовать несколько скачков магнитного момента, поэтому для определения ширины гистерезисной петли следует выбрать скачок, соответствующий наибольшему значению магнитного поля//«. Зависимость ширины гис-герезисной петли от направления магнитного поля для юлученная численным решением уравнений (2.22) при уЗ=2/3, показана на рис. 14. Вид приведенных на рис. 14 кривых качественно согласуется с результатами экспериментов представленными на зис. 12.