Диффузия в твеpдом гелии (Обзор)

Abstract

Представлен обзор экспериментальных исследований диффузионных процессов в твердом гелии. Показано, что примеси ³Не в ГПУ ⁴He являются узкозонными квазичастицами и их движение адекватно описывается в рамках существующей теории квантовой диффузии. Отмечены особенности диффузии ³Не в ОЦК фазе концентрированных растворов ³Не-⁴He: наличие заметного диффузионною переноса при концентрациях больше критической, независимость коэффициента диффузии D от концентрации при x < 20% ³Не; резкий рост D при x ≈ 20% и зависимость D от диффузионной длины в этом случае, которые не имеют количественной интерпретации в настоящее время. Подчеркнута связь диффузионных явлений в концентрированных растворах с перколяционной проблемой. Рассмотрены экспериментальные исследования вакансионной диффузии и представлены свидетельства того, что вакансии в кристаллах ³Не и ⁴He являются широкозонными квазичастицами.

Подано огляд експериментальних досліджень дифузійних процесів у твердому гелію. Показано, що домішки ³Не у ГЩП ⁴He є вузькозонними квазічастинками і їх рух адекватно описується у рамках існуючої теорії квантової дифузії. Відзначено особливості дифузії ³Не в ОЦК фазі концентрованих розчинів ³Не-⁴He: існування помітного дифузійного переносу при концентраціях більше критичної, незалежність коефіцієнта дифузії 0 від концентрації при х <20% ³Не, різкий зріст D при х ≈ 20%, і залежність D від дифузійної довжини в цьому випадку, які зараз не мають кількісної інтерпретації. Підкреслено зв'язок дифузійних явищ у концентрованих розчинах з перколяційною проблемою. Розглянуто експериментальні дослідження вакансійної дифузії і подано свідчення того, що вакансії у кристалах ³Не и ⁴He є широкозонними квазічастинками.

Experimental results on diffusion in solid helium are reviewed. It is shown that ³Не impurities in hcp ⁴He are narrow-band quasi-particles and their motion can be adequately described in the framework of the recent theory of quantum diffusion. Additional peculiarities of ³Не diffusion in a bcc phase of ³Не-⁴He concentrated solutions are pointed: a marked diffusive transfer at a concenration higher than the critical one; an independence of diffusion coefficient D from concentration down to x < 20% ³Не; a sharp increase of D at x ≈ 20% ³Не a dependence of D on diffusion length in the latter Gise. The above features cannot be now heated quantitatively. The relation between the diffusion phenomena in the concentrated solutions and the percolation problem is found out. Experimental study into vacancy diffusion is considered which suggests that the vacancies in ³Не and ⁴He crystals are wide-band quasi-particles.