WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

для матричных молекул p-H2 в идеальном кристалле Для области концентраций c 0.03-0.04% энергетии молекул изотопической примеси с µ, равным 0.ческий барьер для дислокаций в исследованных образцах и 1.0, где µ — „дефект массы“ µ = (m1 - m)/m, p-H2 обусловлен в основном локальными нарушениями m1 — масса примесного атома ( µ = 0.5 соответствуне столько вращательной, сколько трансляционной инет примеси HD, µ = 1 соответствует примеси D2).

вариантности кристалла из-за присутствия в образцах Из рис. 4 видно, что среднеквадратичные смещения изотопных форм стабильного изотопа H2. В этом случае примесных частиц существенно ниже значений xпри проведении полного анализа поведения функции для идеальной решетки. Отсюда можно сделать вывод, (T, c, ) открывается уникальная возможность опредечто наличие изотопической примеси в p-H2 должно ления (пусть даже на уровне количественной оценки из приводить к „замораживанию“ молекулярного движения, соотношения (2)) представляющих несомненный интев том числе нулевых колебаний матричных молекул рес величин относительных среднеквадратичных смещений 0(exp) = x2 / x2 молекул водорода в реальных 0 m образцах p-H2, прямые способы измерения которых отсутствуют. Используя выражение (2) и записывая величину объема, охваченного флуктуацией, через известные [20,21] значения ( V /V ) дилатации решетки p-H2 вокруг примесных молекул HD и D2, по значениям тангенсов углов наклона tg прямолинейных отрезков экспериментальных зависимостей ln - c-2/3, измеренных для = const, можно вычислить величины 0(exp) по формуле ( V /3V )-1/3 db0(exp) =, (3) k tg Tm где tg = (ln )/ (c-2/3), d = 2-1 8/3a (a, d —расстояния между ближайшими соседями и базисными плоскостями в гексагональном плотноупакованном Рис. 4. Температурная зависимость среднеквадратичных сме(ГПУ) p-H2 соответственно, — средняя величина щений молекул идеального кристалла (верхняя кривая) и принапряжения, b = a — величина вектора Бюргерса, k — месных молекул с величинами „дефекта массы“ 0.5 (средняя 2 константа Больцмана. Вычисленные величины 0(exp) кривая) и 1.0 (нижняя кривая) в единицах /(km ) для приведены в таблице для случаев присутствия дейтерия = 118.5K (см. [24]).

5 Физика твердого тела, 2003, том 45, вып. 1028 Л.А. Алексеева, Е.С. Сыркин, Л.А. Ващенко в кристалле. Это следует из полученных значений 0, со- лизов водорода на масс-спектрометре РОМС-1, Д.Н. Каответственно равных 0.910, 0.878 и 0.836 для матричных закову (Россия, Москва) и О.М. Вовку — за анализ вомолекул H2, и примесных молекул D2 и HD. Сравнение дорода с помощью масс-спектрометра MX-7304, Т.Ф. Леполученных теоретических величин 0 с приведенными мзяковой — за хроматографический анализ водорода.

в таблице показано, что по сравнению с гипотетическим идеальным бесконечным кристаллом p-H2, обладающим Список литературы бездефектной структурой, в реальных, полученных в лабораторных условиях образцах имеет место снижение [1] A.I. Prokhvatilov. Plasticity and Elasticity of Cryocrystals.

интенсивности молекулярного движения. Наблюдаемое Begell House, inc., N. Y.–Wallington, UK (2001). 326 p.

уменьшение амплитуды среднеквадратичных смещений [2] А.Ф. Андреев, И.М. Лифшиц. ЖЭТФ 56, 2057 (1969).

частиц при этом эквивалентно значительному увеличе[3] А.Ф. Андреев. ЖЭТФ 68, 2341 (1975); УФН 118, нию межмолекулярного взаимодействия (ужесточению (1976).

решетки) в твердом p-H2, обусловленному наличи- [4] Ю. Каган, Л.А. Максимов. ЖЭТФ 84, 792 (1983).

ем примесных молекул. Степень ужесточения решетки [5] И.Н. Крупский, А.В. Леонтьева, Л.А. Индан, О.В. Евдокимова. Письма в ЖЭТФ 24, 297 (1976).

и понижение интенсивности молекулярного движения [6] И.Н. Крупский, А.В. Леонтьева, Л.А. Индан, О.В. Евдокив исследованном твердом p-H2 существенно разнятся мова. ФНТ 3, 933 (1977).

в зависимости от того, в каком виде присутствует [7] B.I. Verkin, V.G. Manzhelii, V.N. Grigoriev, V.A. Koval’, в кристаллах дейтерий — в виде молекул HD или V.V. Pashkov, V.G. Ivantsov, O.A. Tolkacheva, N.M. Zvyagina, молекул D2. Обнаруженные особенности имеют чисто L.I. Pastur. Handbook of Properties of Condensed Phases of квантовую природу, поскольку полностью определяются Hydrogen and Oxygen. Hemisphere Publishing Corporation, различием в амплитудах нулевых колебаний изотопов.

N. Y.–Washington–Philadelphia–London (1991).

Интересно, что полученные величины 0(exp) скорее [8] Б.М. Андреев, Я.Д. Зельвенский, С.Г. Катальников. Тяжеблизки к вычисленным для примеси HD, чем для D2. Это лые изотопы водорода в ядерной технике. Энергоатомиздат, М. (1987). 456 с.

приводит к выводу о том, что большая часть дейтерия [9] O.A. Korolyuk, B.Ya. Gorodilov, A.I. Krivchikov, в исследованном p-H2 находится в виде молекулы HD, V.G. Manzhelii. ФНТ 25, 8/9, 944 (1999); B.Ya. Gorodilov, а не D2, что согласуется с результатами анализов O.A. Korolyuk, A.I. Krivchikov, V.G. Manzhelii. JLTP 119, образцов, а также с тем фактом (см. [8], с. 295), 497 (2000).

что природный изотоп дейтерий содержится в водороде [10] V.D. Natsik, A.I. Osetskij, V.P. Soldatov, V.I. Startsev. Phys.

в форме молекул дейтероводорода HD.

Stat. Sol. (b) 54, 99 (1972).

Полученный материал позволяет проанализировать [11] И.Н. Крупский, А.В. Леонтьева, Ю.С. Строилов, Л.А. Инвлияние приложенной к образцам p-H2 нагрузки на велидан. ФНТ 1, 749 (1975).

чину среднеквадратичных смещений. Из рис. 3 хорошо [12] И.Н. Крупский, А.В. Леонтьева, Ю.С. Строилов. ЖЭТФ 65, 1917 (1973).

видно, что угол наклона прямолинейных зависимостей [13] Ж. Фридель. Дислокации. Мир, М. (1967). 644 с.

ln = f (c-2/3 ), измеренный для p-H2 при постоянной [14] P. Haasen. Physical Mettallurgy / Ed. by R.W. Cahn, нагрузке = const, явно уменьшается с увеличениP. Haasen. North-Holland, Amsterdam (1983). Vol. 2. P. 1341.

ем. Из таблицы следует, что с ростом величины [15] V.N. Kovaleva, V.A. Moskalenko, V.D. Natsik. Phil. Mag. A70, имеет место заметное возрастание значений 0 (exp).

3, 423 (1994).

Как следует из работ [2–4], для квантовых кристаллов [16] R. Labush. Phys. Stat. Sol. 41, 659 (1970); Acta Met. 20, характерно, что точечные дефекты в них являются 917 (1972); N.F. Mott, F.R.N. Nabarro. Conf. on Strength of квазичастицами и могут свободно перемещаться к граSolids. Phys. Soc. London (1947). P. 1.

ницам зерен (блоков) или внешней поверхности. На- [17] А.М. Косевич. Физическая механика реальных кристаллов.

Наук. думка, Киев (1981). С. 290.

блюдаемое увеличение среднеквадратичных смещений [18] A.B. Harris, L.I. Amstutz, H. Meyer, S.M. Myers. Phys. Rev.

p-H2 с повышением может означать выход примеси 175, 603 (1968).

дейтерия под действием нагрузки из объема параводо[19] С.Е. Кальной, М.А. Стржемечный. ФНТ 11, 803 (1985).

родного кристалла („деформационное очищение“). По [20] А.И. Прохватилов, М.А. Стржемечный, Г.Н. Щербаков.

своим свойствам при этом кристалл становится близким ФНТ 19, 622 (1993).

к идеальному беспримесному кристаллу, в котором [21] M.A. Strzhemechny, A.I. Prokhvatilov, G.N. Shcherbakov, среднеквадратичное смещение частиц заметно выше, N.N. Galtsov. JLTP 115, 3/4, 109 (1999).

чем в примесном кристалле. Способность самовосста[22] И.Н. Крупский, А.И. Прохватилов, Г.Н. Щербаков. ФНТ 9, новления („self-repairing“) твердого p-H2 отмечена ранее 83 (1983).

в работах [25–27].

[23] В.И. Пересада, Е.С. Сыркин, В.П. Толстолужский. ФКС XXX1116 30–35 (1974).

Авторы глубоко признательны В.Г. Манжелию, [24] Phusics of Cryocrystals / Ed. be V.G. Manzhelii, Yu.A. FreiМ.А. Стржемечному, В.Д. Нацику, А.И. Прохватилову man. AIP Press, Woodbury, N. Y. (1996).

и Ю.Е. Стеценко за обсуждение экспериментальных [25] Л.А. Алексеева. ФНТ 17, 451 (1991).

результатов и полезные замечания, С.И. Коваленко, [26] T. Oka. ФНТ 22, 134 (1996).

Э.И. Индану и Н.В. Крайнюковой — за проведение ана- [27] T. Momose. JLTP 111, 3/4, 469 (1998).

Физика твердого тела, 2003, том 45, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.