Физика низких температур, 2012, № 06

Особенности температурной зависимости давления твердого гелия при низких температурах

2017-06-01T17:11:12Z

Особенности температурной зависимости давления твердого гелия при низких температурах Лисунов, А.А.; Майданов, В.А.; Рубанский, В.Ю.; Рубец, С.П.; Рудавский, Э.Я.; Рыбалко, А.С.; Сыркин, Е.С. Проведена серия экспериментов по исследованию условий образования неупорядоченного (стеклоподобного) состояния в кристаллах ³Не. С помощью прецизионных измерений давления при постоянном объеме установлено, что в быстро охлажденных кристаллах, выросших в однородных температурных условиях при наличии большого числа зародышей, легко образуется стекольная фаза, устраняемая лишь после тщательного отжига. Этот результат обнаружен как в ³Не, так и в ⁴Не, он не зависит от типа квантовой статистики, а определяется, в основном, условиями роста кристалла. Проведен анализ аналогичных измерений при использовании другой ячейки, где в процессе роста кристалла создавался направленный градиент температуры. В этом случае для образования стекольной фазы требовалось дополнительное количество дефектов, которые создавались в результате деформации кристалла. Достижимая в эксперименте степень деформации кристалла была достаточна для образования стекольной фазы в твердом ⁴Не и недостаточна для кристалла ³Не, где атомы имеют большую амплитуду нулевых колебаний. На основании анализа температурной зависимости давления проведено также исследование особенностей фононного вклада в давление. Обнаружено, что в кристаллах как ³Не, так и ⁴Не при разных толщинах образцов фононное давление отличается в несколько раз. Приведено качественное объяснение этого эффекта, который обусловлен тем, что в тонких образцах усиливается взаимодействие между слоями атомов. Такое усиление приводит к уменьшению фононного вклада в термодинамические свойства кристалла гелия при низких температурах.; Проведено серію експериментів з дослідження умов утворення неупорядкованого (склоподібного) стану в кристалах ³Не. За допомогою прецизійних вимірювань тиску при постійному об’ємі встановлено, що в швидко охолоджених кристалах, що виросли в однорідних температурних умовах за наявності великої кількості зародків, легко утворюється склоподібна фаза, яка усувається лише після ретельного відпалу. Цей результат виявлено як в ³Не, так і в ⁴Не, він не залежить від типу квантової статистики, а визначається, в основному, умовами росту кристала. Проведено аналіз аналогічних вимірювань при використанні іншої комірки, де в процесі росту кристала створювався спрямований градієнт температури. У цьому випадку для утворення склоподібної фази потрібна додаткова кількість дефектів, які створювалися в результаті деформації кристала. Ступінь деформації кристала що досягнута в експерименті, була достатня для утворення склоподібної фази в твердому ⁴Не і недостатня для кристала ³Не, де атоми мають велику амплітуду нульових коливань. На підставі аналізу температурної залежності тиску проведено також дослідження особливостей фононного внеску до тиску. Виявлено, що в кристалах як ³Не, так і ⁴Не при різних товщинах зразків фононний тиск відрізняється в кілька разів. Приведено якісне пояснення цього ефекту, який обумовлений тим, що в тонких зразках посилюється взаємодія між шарами атомів. Таке посилення призводить до зменшення фононного внеску до термодинамічних властивостей кристала гелію при низьких температурах.; A series of experiments have been performed to find out the conditions for formation of disordered (glassy) state in ³He crystals. The high-precision pressure measurements at constant volume demonstrated that a glassy phase was easily generated in quenched cooled crystals grown under uniform temperature conditions in the presence of big number of nuclei and could be removed only after careful annealing. This result was found in both ³He and ⁴He. It does not depend on the type of quantum statistics and is defined mainly by the conditions of the crystal growth. Analysis of similar measurements also was made for some other cell, where the temperature gradient was created in the process of crystal growth. In that case an additional number of defects, created due to deformation of the crystal, were required for formation of a glassy phase. The degree of crystal deformation achieved in the experiment was sufficient for the formation of glassy phase in solid ⁴He, but not in ³He, where the atoms had higher amplitude of zero-point oscillations. The temperature dependence of pressure was used to study the features of phonon contribution to pressure. It is found that in crystals of both ³He and ⁴He, the phonon pressure differs by several times at different thicknesses of the sample. The qualitative explanation of this effect implies that in thin samples interaction between atomic layers becomes stronger, resulting in decreasing the phonon contribution to the thermodynamic properties of the crystal at low temperature.

Влияние α–β-перехода на ползучесть твердого азота

2017-05-22T00:04:02Z

Влияние α–β-перехода на ползучесть твердого азота Алексеева, Л.А.; Стржемечный, М.А. Измерены параметры ползучести твердого азота в области температур 32,1–39,9 К, содержащей точку Tαβ = 35,61 К полиморфного превращения. Обнаружено существенное увеличение скорости установившейся ползучести образцов при переходе из низкотемпературной кубической α-фазы в высокотемпературную гексагональную β-фазу. Этот эффект объясняется тем, что, несмотря на уменьшение числа плоскостей скольжения (что могло бы привести к росту жесткости кристалла), в β-фазе играют важную роль два фактора, определяющих ее повышенную пластичность. Одним из этих факторов является исчезновение ориентационного порядка, что сказывается на пластификации материала; другим фактором, также связанным с отсутствием ориентационного порядка, является существенное различие в структуре и подвижности дислокаций.; Виміряно параметри повзучості твердого азоту в області температур 32,1–39,9 К, яка вміщує точку поліморфного перетворення Tαβ = 35,61 К. Виявлено суттєве збільшення швидкості повзучості зразків, що встановилася, при переході з низькотемпературної кубічної α-фази до високотемпературної гексагональної β-фази. Цей еффект пояснюється тим, що, незважаючи на зменшення кількості площин ковзання (що могло б привести до зростання жорсткості кристалу), у β-фазі грають важливу роль два фактори, які визначають її підвищену пластичність. Одним з цих факторів є зникнення орієнтаційного упорядкування, що позначається на пластифікації матеріалу; іншим фактором, також пов’язаним з відсутністю орієнтаційного порядку, є суттєва відмінність у структурі та рухливості дислокацій.; The creep parameters of solid nitrogen within the temperature range containing the point Tαβ = 35.61 K of polymorphic transformation have been measured. An appreciable increase of the steady-state creep rate has been documented when going from the low-temperature cubic α phase to the high-temperature hexagonal β phase. This phenomenon is explained by the fact that, in spite of the fewer slip planes (which could entail hardening) two other factors play a decisive role. One of them is the disappearance of the orientational ordering, which results in a plastification of the material; the other factor, which is also related to the orientational ordering, is a significant difference in the structure and mobility of dislocations in the two phases.

Фазовая магнитная сегрегация и магниторезистивные свойства в манганитовом нанокомпаунде p-La₀.₈ Mn₁.₀₄O₃.₅

2017-05-22T00:03:24Z

Фазовая магнитная сегрегация и магниторезистивные свойства в манганитовом нанокомпаунде p-La₀.₈ Mn₁.₀₄O₃.₅ Рыкова, А.И.; Терехов, А.В.; Черный, А.С.; Хацько, Е.Н.; Еременко, А.В.; Залеский, А. Представлены результаты комплексных детальных исследований магнитных и резистивных свойств нанокомпаунда p-La₀.₈ Mn₁.₀₄O₃.₅ в интервале температур 4,2–300 К в магнитных полях до 9 Тл. Проведенные исследования температурных, полевых и частотных зависимостей намагниченности и восприимчивости свидетельствуют о том, что ниже Т* ≈ 265 К нанокомпозит находится в магнитном фазовосегрегированном состоянии с ферромагнитными включениями, образующими суперпарамагнетик. Выявлена однозначная зависимость между магнитосопротивлением и намагниченностью. Исследовано влияние старения на магнитные и резистивные свойства.; Представлено результати комплексних досліджень магнітних та резистивних властивостей нанокомпаунда p-La₀.₈ Mn₁.₀₄O₃.₅ в інтервалі температур 4,2–300 К в магнітних полях до 9 Тл. Дослідження температурних, польових і частотних залежностей намагнічення і сприйнятливості, які проведено, свідчать, що нижче Т* ≈ 265 К нанокомпозит знаходиться у магнітному фазовосегрегованому стані з феромагнітними включеннями, які утворюють суперпарамагнетик. Виявлено однозначну залежність між магнітоопором і намагніченням. Досліджено вплив старіння на магнітні та резистивні властивості.; The results of detailed studies of complex magnetic and resistive properties of the p-La₀.₈ Mn₁.₀₄O₃.₅ nanocompound in the temperature range 4.2–300 K in magnetic fields up to 9 T are presented. The investigation of temperature, field and frequency dependences of the magnetization and susceptibility shows that below T* ≈ 265 K the nanocomposite is in a magnetic phase segregated state with ferromagnetic inclusions that form a superparamagnet. The unambiguous relationship between magnetoresistance and magnetization is revealed. The influence of aging on the magnetic and resistive properties is investigated.

The specific heat and the radial thermal expansion of bundles of single-walled carbon nanotubes

2017-05-22T00:04:01Z

The specific heat and the radial thermal expansion of bundles of single-walled carbon nanotubes Bagatskii, M.I.; Barabashko, M.S.; Dolbin, A.V.; Sumarokov, V.V. The specific heat at constant pressure C(T) of bundles of single-walled carbon nanotubes (SWNTs) closed at their ends has been investigated in a temperature interval of 2–120 K. It is found that the curve C(T) has features near 5, 36, 80, and 100 K. The experimental results on the C(T) and the radial thermal expansion coefficient αR(T) of bundles of SWNTs oriented perpendicular to the sample axis have been compared. It is found that the curves C(T) and αR(T) exhibit a similar temperature behavior at T > 10 K. The temperature dependence of the Grüneisen coefficient γ(T) has been calculated. The curve γ(T) also has a feature near 36 K. Above 36 K the Grüneisen coefficient is practically independent of temperature (γ ≈ 4). Below 36 K γ(T) decreases monotonically with lowering temperature and becomes negative at T < 6 K.