Дислокационный механизм низкотемпературной акустической релаксации в ниобии

Abstract

Изучено влияние концентрации примесей, ориентации, скорости охлаждения и предварительной пла­ стической деформации на акустическую релаксацию в моно- и поликристаллах нормального и сверхпрово­ дящего ниобия в области температур 2—12 К. На основе анализа имеющихся экспериментальных данных впервые выдвинута гипотеза, что микроскопическим механизмом акустической релаксации в ниобии при гелиевых температурах является термоактивированное движение перегибов на винтовых дислокациях систе­ мы скольжения (111){011} через потенциальные барьеры Пайерлса второго рода. Предложена теория релак­ сации, основанная на модели резонансного взаимодействия звука с цепочками дислокационных перегибов, образующихся на винтовых дислокациях под действием термоупругих напряжений в процессе быстрого охлаждения образца. Путем сравнения результатов теории и экспериментальных данных получена оценка объемной плотности перегибов, найдено значение высоты барьеров Пайерлса второго рода и изменение высоты барьеров при сверхпроводящем переходе.

Вивчено вплив концентрації домішок, орієнтації, швидкості охолодження та попередньої пластичної деформації на акустичну релаксацію в моно- і полікристалах нормального і надпровідного ніобію в інтервалі температур 2-12 К. Аналіз всієї сукупності експериментальних даних дозволив сформулювати гіпотезу, згід­ но якої мікроскопічним механізмом акустичної релаксації в ніобію в зоні гелієвих температур є термічно активований рух перегинів на гвинтових дислокаціях системи ковзання {111}{011} через потенціальні бар’єри Пайєрлса другого роду. Запропонована теорія релаксації, що базується на моделі резонансної взаємодії звуко­ вих коливань з ланцюжками перегинів на дислокаціях, які виникають під дією термопружних напружень в процесі швидкого охолодження зразків. Шляхом порівняння результатів теорії та експериментальних даних одержано оцінку об’ємної густини перегинів, знайдено значення висоти бар’єрів Пайєрлса другого роду і зміни висоти бар’єрів при переході ніобію в надпровідний стан.

The influence of impurity concentration, orientation, cooling rate, and preliminary plastic deformation on the acoustic relaxation is studied on mono- and polycrystals of normal and superconducting niobium ai 2-12 K. On the basis of the analysis of experimental results, the hy­ pothesis has been advanced for the first time stating that the thermally activated motion of kinks in the screw dis­ locations of the slip system {111){011} over the second- order potential Peierls barriers is the microscopic me­ chanism of the acoustic relaxation in niobium at helium temperatures. The relaxation theory is proposed, which is based on the model of resonance sound interaction with dislocation kink chains formed on screw disloci- tions due to thermoelastic stresses in the process of fast cooling of the sample. The volume density of the kinks is estimated from a comparison of theoretical and experi­ mental data. The height of the second-order Peierls barriers and its change with the superconducting transi­ tion are found.