Физика низких температур, 2000, № 04

Structure and thermal expansion of the low-temperature phase of SF ₂

2000-01-01T00:00:00Z

Structure and thermal expansion of the low-temperature phase of SF ₂ Isakina, A.P.; Prokhvatilov, A.I.; Rodriguez-Carvajal, J. Powder x-ray and neutron diffraction studies of the crystalline structure, lattice parameters and thermal expansion coefficients of sulphur hexafluoride SF₆ are performed in the temperature range 1.64-110 K. It is shown that the low-temperature phase (at T < 94.3 K) is monoclinic, space group C2/m (C2h³ ) with Z=6 in which 1/3 of molecules SF₆ occupy the positions of higher symmetry (2/m) and 2/3 of molecules - lower one (m). As follows from the analysis of obtained structural results, an availability of two types of molecular local symmetry positions is responsible for the anisotropic character of molecular rotation, peculiarities on the temperature dependences of structural and thermo-dynamic properties of SF₆ crystals at low-temperature phase, especially near Tc of orientational phase transition. It is carried out a detail comparison the present results with the known literature data.

Термодинамика атомарного монослоя с двухатомными примесями замещения

2000-01-01T00:00:00Z

Термодинамика атомарного монослоя с двухатомными примесями замещения Полтавская, М.И.; Чишко, К.А. Теоретически исследована низкотемпературная термодинамика двумерной одноатомной кристаллич еской матрицы, содержащей примеси двухатомных молекул. Типичными примерами систем такого рода являются моноатомные слои инеpтных газов (Ne, Ar, Kr, Xe), включающие молекулы типа N₂, O₂ . Еще одним примером служат пленки водорода, представляющие собой смесь орто- и паракомпонентов. Получены выражения, описывающие кристаллическое поле для двухатомной примеси, учитывающие как вклад атомов 2D матрицы, так и поле, создаваемое атомами подложки. Таким образом, эффективное кристаллическое поле оказывается сложной функцией ориентации примеси-ротатора. В частности, равновесная ориентация ротатора существенно зависит от соотношения между амплитудами полей матрицы и подложки. Так, если притяжение со стороны подложки является преобладающим, то в состоянии равновесия ротатор ориентирован перпендикулярно слою, в противном случае равновесная ориентация ротатора соответствует одному из его положений в плоскости слоя. В указанных двух случаях спектры вращательных состояний двухатомных примесей и,следовательно,термодинамические характеристики системы оказываются существенно различными.В темпеpатуpной зависимости примесной теплоемкости системы наблюдается низкотемпературный пик, положение которого отвечает температурам T ~ B/2 (B - вращательная постоянная примеси) для ротаторов, лежащих в плоскости слоя, и T ~ √KB (K - амплитуда кристаллического поля) для ротаторов, перпендикулярных слою. Такое поведение системы в принципе доступно для экспериментального обнаружения.; The low-temperature thermodynamics of a two-dimensional monatomic crystalline matrix containing a diatomic molecular impurity is investigated theoretically. Typical examples of this type of system are monatomic layers of rare gases (Ne, Ar, Kr, Xe) with included molecules of the type N₂ and O₂. Another example is a hydrogen film, which is a mixture of ortho and para components. Expressions are obtained which describe the crystalline field for a diatomic impurity with allowance for both the contribution of the atoms of the 2D matrix and the field created by the atoms of the substrate. Thus the effective crystalline field is a complicated function of the orientation of the diatomic rotator. In particular, the equilibrium orientation of the rotator depends substantially on the relative amplitudes of the crystalline fields of the matrix and substrate. For example, if the attraction exerted by the substrate is dominant, then the rotator in the equilibrium state will be oriented perpendicular to the layer, and in the opposite case the equilibrium orientation of the rotator will correspond to one of its positions in the plane of the layer. In these two cases the spectra of rotational states of the diatomic impurities and, hence, the thermodynamic characteristics of the system are substantially different. The temperature dependence of the impurity specific heat of the system exhibits a low-temperature peak, the position of which corresponds to temperatures T~B/2 (B is the rotational constant of the impurity) for rotators lying in the plane of the layer, and T~√KB (K is the amplitude of the crystalline field) for rotators perpendicular to the layer. Such behavior of the system is in principle amenable to experimental observation.

Спонтанное появление анизотропии взаимодействия в квазиодномерной сильно коррелированной системе электронов

2000-01-01T00:00:00Z

Спонтанное появление анизотропии взаимодействия в квазиодномерной сильно коррелированной системе электронов Апальков, Д.М.; Звягин, А.А. Предсказана неустойчивость квазиодномерной сильно коррелированной электронной системы в реальном трехмерном кристалле пpи возникновении анизотропии межэлектронного взаимодействия. Исследовано влияние внешнего магнитного поля, заполнения зоны электронов и малых ненулевых температур на предсказанную неустойчивость.; Instability of a strongly correlated quasi-one-dimensional electron system in a real three-dimensional crystal is predicted, with the onset of anisotropy of the electron–electron interaction. The influence of an external magnetic field, the occupation of the electron band, and a small nonzero temperature on the predicted instability are investigated.

Перенос тепла в ориентационно разупорядоченной фазе SF₆

2000-01-01T00:00:00Z

Перенос тепла в ориентационно разупорядоченной фазе SF₆ Пурский, О.И.; Жолонко, Н.Н. Исследована изобарная теплопроводность твердой SF₆ в высокотемпературной фазе. Экспериментальные результаты пересчитаны к постоянной плотности. Изохорная теплопроводность вначале уменьшается при повышении температуры, проходит через плавный минимум, затем начинает возрастать. С помощью дифицированного метода приведенных координат рассчитаны фонон-фононный и фонон-вращательный вклады в полное теплосопротивление. Рост изохорной теплопроводности объясняется ослаблением рассеяния фононов на коллективных вращательных возбуждениях молекул по мере ослабления корреляций вращения.; The isobaric thermal conductivity of solid SF₆ is investigated in the high-temperature phase. The experimental results are rescaled to a constant density. The isochoric thermal conductivity initially decreases with increasing temperature, then passes through a smooth minimum and begins to grow. A modified version of the reduced coordinate method is used to calculate the phonon–phonon and phonon–rotational contributions to the total thermal resistance. The growth of the isochoric thermal conductivity is explained by a weakening of the scattering of phonons on collective rotational excitations of the molecules as the correlations of the rotation weaken.