ВОССТАНОВЛЕНИЕ СПЕКТРА ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ

ПО ДАННЫМ АКУСТИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

 

Семеренко Ю.А., Нацик В.Д., Паль-Валь П.П., Паль-Валь Л.Н.

ФТИНТ им. Б.И.Веркина НАН Украины, пр. Ленина, 47, 61103 Харьков, Украина

 

Известно [1], что декремент колебаний  и дефект модуля упругости  реального кристалла с дефектами определяются статистическим усреднением дебаевских выражений [1] по всему спектру энергий активации U локальных структурных перестроек (релаксаторов), характеризуемого функцией статистического распределения P(U):

,    

где , t0 - период попыток, U - энергия активации, k - постоянная Больцмана, D0 - характерный элементарный вклад отдельного релаксатора в отклик кристалла, Cr - относительная объёмная концентрация релаксаторов, взаимодействующих с рассматриваемой колебательной модой образца.

В [2] высказано предположение, что энергетический спектр акустической релаксации в монокристаллах Fe ориентации <731> может быть описан квазигауссовой функцией . При этом удалось добиться хорошего описания экспериментальных температурных спектров  и  в области a-пика (U0=0.037 эВ, t0=2.4·10-11 с), наблюдаемого при температуре »54 К (частота колебаний »88 кГц), теоретическими зависимостями . Однако в области температур »15 К наблюдалось некоторое несоответствие экспериментальных и теоретических зависимостей. Представляется целесообразным решить обратную задачу – восстановить P(U) по экспериментальным зависимостям  и  и провести её сопоставление с "угаданным" выражением PG(U). Если заменить в бесконечный верхний предел интегрирования значением , соответствующим верхней границе спектра, тогда задача нахождения спектральной функции PT(U), сводится к решению интегрального уравнения Фредгольма I рода относительно P(U). Решение этой задачи методом тихоновской регуляризации [3] показало, что PG(U) в значительной мере совпадает с вычисленной спектральной функцией PT(U), однако PT(U) имеет особенность в районе 0.015 эВ, которая может свидетельствовать о существовании еще одного релаксационного резонанса. Если этот резонанс характеризуется тем же значением t0, что и основной резонанс, то ему должны соответствовать особенности в виде пика (горба) и ступеньки в районе 14-16 К на температурных зависимостях  и . Однако в [2] в эти особенности не обнаружены, что может быть связано с существенным размытием основного релаксационного резонанса. Для обнаружения резонанса в районе 15 К были проведены акустические измерения на монокристаллических образцах Fe с ориентацией <100>, которые позволили обнаружить пик поглощения, локализованный в районе 17 К (ранее этот пик в монокристаллических образцах ориентации <100> был также зарегистрирован в [4]).

 

1. Новик А., Берри Б., Релаксационные явления в кристаллах, М.: Атомиздат, 472 с. (1975).

2. Нацик В.Д., Паль-Валь П.П., Паль-Валь Л.Н., Семеренко Ю.А. // ФНТ 26, 711 (2000).

3. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я., Методы решения некорректных задач, М.: Наука, 288 с. (1979).

4. Pal-Val P.P., Natsik V.D., Kadečková S. // Phil. Mag. A 56, 407 (1987).