Неравновесные процессы при сверхбыстром тепловом воздействии на вещество

• Автор: Агранат, Михаил Борисович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. Динамика процессов электрон-фононной релаксации в металлах.
1.1. Современное состояние исследований
1.2. Температура электронов и решётки в металлах
1.3. Излучение «горячих» электронов
1.4. Экспериментальные результаты исследования спектрально-временных параметров излучения
1.5. Метод определения величины коэффициента электрон-
фононного теплообмена
Глава 2. Неравновесные процессы при сверхбыстром
тепловом воздействии на ферромагнетики пикосекундных лазерных импульсов
2.1. Введение
2.2. Релаксационные процессы в ферромагнитных металлах
2.3. Экспериментальные исследования спин-решёточной релаксации в никеле
2.4. Динамика фазовых переходов 1 и 11 рода в
магнитооптических плёнках ТвГеСо

Глава 3. Новые методы экспериментальных исследований сверхбыстрых фазовых превращений на поверхности твёрдых тел.
3.1. Введение
3.2. Современные методы исследований
3.3. Использование оптической анизотропии в качестве метода изучения сверхбыстрых процессов фазовых превращений на поверхности твёрдых тел
3.4. Образование аморфного углерода на
поверхности микрокристаллического графита
3.5. Обсуждение результатов
Основные результаты работы
Список публикаций
Литература

Введение.
Работа посвящена разработке новых экспериментальных методов и проведению исследований процессов электрон-спин-фононного теплообмена и фазовых превращений в металлах при нагреве поверхностного слоя до температур не более 104К лазерными импульсами длительностью 10 42 ч- 10 "11с.
Актуальность темы
Экспериментальные исследования неравновесных процессов электрон-спин-фононного теплообмена в металлах и ферромагнетиках, фазовых превращений и связанных о ними явлений, возникающих при тепловом воздействии сверхкоротких лазерных импульсов - это новое направление в физике тепловых импульсных воздействий и в физике твердого тела, развиваемое с конца 70-х годов благодаря появлению и развитию фемто- и пикосекундной лазерной техники. Исследования в этом направлении позволяют подойти к решению ряда фундаментальных физических вопросов, связанных с релаксацией электронных возбуждений, электрон-фононным взаимодействием, кинетикой фазовых переходов и другими процессами в твердых телах, проявляющимися в фемто- и пикосекундном диапазоне.
Наши первые эксперименты по изучению кинетики электрон-фононного и электрон-спин-фононного теплообмена в металлах и ферромагнетиках были проведены, когда других экспериментальных работ в этой области не было, и существовали только теоретические

где И(со, Т,) - коэффициент отражения света частоты со от поверхности металла, с - скорость света. Отметим, что данный вывод, справедливый при условии 1Т > к„Г1 (где 1Т - глубина прогрева, ка '1 - длина поглощения света частот видимого диапазона), в действительности является общим и не зависит от того, есть ли равновесие металла с излучением или нет.
Оценим интенсивности излучения, обусловленного возможными конкурирующими процессами, такими как многофотонное (1т) возбуждение [42] и ступенчатое (15) [43 ]. Выражения для 1т и 15 имеют вид:
1т ~ 1о Щп , 1з ~ 1о где /о = (1-Н)грш1 Ыпе/к0+1),
т = ехр(Щ(1-Н0гГ [42],
V О,
= /о! (1-)0/Тгсоь у/ [44 ], т, е - масса и заряд электрона; у '1 характерное время дезактивации возбужденного электронного состояния, ог. - сечение поглощения кванта Нсоь, О/ = 4/йс»13 тс/яв2, /' - квантовость процесса; - константа тормозного излучения кванта Тть, г - йАсоАП, пе - концентрация электронов в металле. Для возбуждения излучения в спектре 1.5-2.8 эВ квантом неодимового лазера (Нсоь~ 1эВ) квантовость процессов должна быть не менее трех. Однако даже в случае / = 2, полагая у & 101Э с1 [ 13 ],