Туннельное зарождение пар кинков на дислокациях в потенциальном рельефе Пайерлса со случайными искажениями

Abstract

В связи с повышенным в последнее время интересом к механическим свойствам квантовых кристаллов существует потребность изучения низкотемпературной динамики дислокаций. В эту динамику немаловажный вклад вносит туннелирование через барьеры, создаваемые периодическим рельефом кристаллической решетки, приводящее к образованию пар кинков. Недостаточное совершенство кристаллов зачастую накладывает неконтролируемые возмущения, модифицирующие закономерности процесса туннельного образования кинков. В работе моделируется влияние возмущений случайными полями внутренних напряжений типа пространственного «гауссовского шума». Рассчитывается средняя по реализациям случайных полей частота квантово-механического туннельного образования пар кинков. Показано, что даже относительно слабые по сравнению с кристаллическим рельефом возмущения приводят к существенной модификации зависимости частоты образования кинков от движущей силы.

У зв'язку з підвищенням останнім часом інтересу до механічних властивостей квантових кристалів існує потреба ви-вчення низькотемпературної динаміки дислокацій. В цю динаміку важливий внесок вносить тунелювання через бар'єри, які створені періодичним рельєфом кристалічної гратки, що призводить до утворення пар кінків. Недостатня доскона-лість кристалів найчастіше накладає неконтрольовані збудження, які модифікують закономірності процесу тунельного утворення кінків. В роботі моделюється вплив збуджень випадковими полями внутрішніх напружень типу просторового «гауссівського шуму». Розраховується середня з реалізацій випадкових полів частота квантово-механічного тунельного утворення пар кінків. Показано, що навіть відносно слабкі у порівнянні з кристалічним рельєфом збудження призводять до суттєвої модифікації залежності частоти утворення кінків від рушійної сили.

Due to the recent increased interest in the mechanical properties of quantum crystals, there is a need to study the lowtemperature dynamics of dislocations. Tunneling through the barriers created by the periodic relief of the crystal lattice, which leads to the formation of pairs of kinks, makes an important contribution to this dynamics. The lack of perfection of the crystals imposes often uncontrolled perturbations, modifying the features of the process of the tunneling formation of kinks. The perturbations are modeled by the random fields of internal stresses such as spatial "Gaussian noise". The average over realizations of random fields rate of quantum-mechanical tunnel formation of the kink pairs is calculated. It is shown that even perturbations that are relatively weak in comparison with the crystalline relief lead to a significant modification of the kink formation rate dependence on the driving force