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
- В.Л. Гуревич. Кинетика фононных систем. Наука, М. (1980). 400 с
- B. Truel, C. Elbaum, B.B. Chick. Ultrasonic methods in sold state physics. Academic Press, N. Y.--London (1969). 307 p
- Дж. Такер, В. Рэмптон. Гиперзвук в физике твердого тела. Мир, М. (1975). 453 с,
- H.J. Maris. Phys. Acoustics VII, 280 (1971)
- Б.М. Могилевский, А.Ф. Чудновский. Теплопроводность полупроводников. Наука, М. (1972). 536 с
- А.П. Жернов, А.В. Инюшкин. УФН 171, 827 (2001); 172, 573 (2002)
- C. Herring. Phys. Rev. 95, 4, 954 (1954)
- S. Simons. Proc. Cambridge Phil. Soc. 53, 6, 702 (1957)
- L. Landau, J. Rumer. Sov. Phys. 11, 1, 18 (1937)
- E.P.N. Damen, D.J. Dieleman, A.F.M. Arts, H.W. de Wijn. Phys. Rev. B 64, 174 303 (2001); E.P.N. Damen, A.F.M. Arts, H.W. de Wijn. Phys. Rev. B 59, 349 (1999)
- И.Г. Кулеев, И.И. Кулеев, И.Ю. Арапова. ФТТ 49, 7, 1272 (2007)
- I.G. Kuleyev, I.I. Kuleyev, I.Yu. Arapova. J. Phys.: Cond. Matter 19, 406 216 (2007)
- I.G. Kuleyev, I.I. Kuleyev, I.Yu. Arapova. J. Phys.: Cond. Matter 20, 456 201 (2008)
- M. Pomerantz. Phys. Rev. A 139, 501 (1965)
- J. de Klerk, P.G. Klemens. Phys. Rev. 147, 585 (1966)
- R.C. Hanson. J. Phys. C 28, 475 (1967)
- I.S. Ciccarello, K. Dransfeld. Phys. Rev. A 134, 1517 (1964)
- И.Г. Кулеев, И.И. Кулеев. ФТТ 49, 3, 422 (2007)
- И.Г. Кулеев, И.И. Кулеев. ФТТ 47, 2, 300 (2005)
- И.Н. Францевич, Ф.Ф. Воронов, С.А. Бакута. Упругие постоянные и модули упругости металлов и неметаллов. Наук. думка, Киев (1982). 355 с
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.