Вышедшие номера
Релаксация квазипоперечных фононов в механизме Херринга и поглощение ультразвука в кубических кристаллах с положительной и отрицательной анизотропией упругих модулей второго порядка
Кулеев И.Г.1, Кулеев И.И.1
1Институт физики металлов им. М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург, Россия
Email: kuleev@imp.uran.ru
Поступила в редакцию: 15 января 2009 г.
Выставление онлайн: 20 октября 2009 г.

Исследованы релаксация фононов и поглощение квазипоперечного ультразвука в ангармонических процессах рассеяния Херринга и Ландау-Румера для кубических кристаллов с положительной (Ge, Si, алмаз, InSb, LiF и MgO) и отрицательной (KCl, NaCl и CaF2) анизотропией модулей упругости второго порядка. В длинноволновом приближении рассмотрен новый механизм релаксации поперечных фононов, в котором слияние поперечного (медленного или быстрого) фонона с медленным порождает быстрый поперечный фонон. Этот механизм подобен механизму релаксации Херринга для продольных фононов. Показано, что для кристаллов первой группы с существенной анизотропией упругой энергии (Ge, Si, InSb, LiF и MgO) в отличие от механизма релаксации Херринга для продольных фононов возможны "аномальные" процессы релаксации, в которых слияние медленного поперечного фонона с быстрым порождает медленный поперечный фонон. Такие процессы релаксации оказываются невозможны для всех кристаллов второй группы (KCl, NaCl и CaF2), а также для кристаллов первой группы с малой анизотропией упругой энергии, таких как алмаз. В модели анизотропного континуума проанализированы угловые зависимости коэффициентов поглощения ультразвука для механизмов Херринга и Ландау-Румера. Показано, что для рассмотренных кристаллов первой группы механизм Херринга вносит малый вклад в поглощение длинноволнового ультразвука по сравнению с вкладом механизма Ландау-Румера. Однако для кристаллов второй группы KCl и NaCl в направлениях типа [001] он может значительно превышать вклад механизма Ландау-Румера. Работа выполнена по плану РАН в рамках темы N 01. 2. 006. 13395 при поддержке программы ОФН РАН (грант N 21) и гранта ведущей научной школы N НШ 3257.2008.2. PACS: 62.20.Dc, 62.80.+f, 63.20.-e, 63.20.Kr, 63.20.Dj