Динамические дислокационные эффекты в низкотемпературной ползучести монокристаллов β-олова, стимулированной сверхпроводящим переходом
Изучена низкотемпературная ползучесть монокристаллов высокочистого β-олова, ориентированных для пластического скольжения в системе (100)<010>. Эксперименты проведены в интервале температур 0,5 < T < Tc, где Tc ≈ 3,7 К - критическая температура сверхпроводящего перехода. Образцы нагружали...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика низких температур |
|---|---|
| Дата: | 2009 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/117252 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Динамические дислокационные эффекты в низкотемпературной ползучести монокристаллов β-олова, стимулированной сверхпроводящим переходом / В.Д. Нацик, В.П. Солдатов, Г.И. Кириченко, Л.Г. Иванченко // Физика низких температур. — 2009. — Т. 35, № 6. — С. 637-654 . — Бібліогр.: 23 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-117252 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Нацик, В.Д. Солдатов, В.П. Кириченко, Г.И. Иванченко, Л.Г. 2017-05-21T16:29:10Z 2017-05-21T16:29:10Z 2009 Динамические дислокационные эффекты в низкотемпературной ползучести монокристаллов β-олова, стимулированной сверхпроводящим переходом / В.Д. Нацик, В.П. Солдатов, Г.И. Кириченко, Л.Г. Иванченко // Физика низких температур. — 2009. — Т. 35, № 6. — С. 637-654 . — Бібліогр.: 23 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 62.20.Hg, 74.25.Ld https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/117252 Изучена низкотемпературная ползучесть монокристаллов высокочистого β-олова, ориентированных для пластического скольжения в системе (100)<010>. Эксперименты проведены в интервале температур 0,5 < T < Tc, где Tc ≈ 3,7 К - критическая температура сверхпроводящего перехода. Образцы нагружались выше предела текучести и в них инициировалась нестационарная ползучесть переводом из нормального (N) в сверхпроводящее (S) состояние магнитным полем. Установлено, что временная зависимость приращения деформации после NS-перехода состоит из трех стадий: переходной, экспоненциальной и логарифмической. Для физической интерпретации этих стадий в Приложении разработана теория ползучести, основанная на представлениях о термически активированном, квантовом(туннельном) и динамическом движении дислокаций в потенциальном рельефе Пайерлса с учетом их электронного и радиационного торможения. Детально проанализированы особенности отдельных стадий ползучести, связанные с проявлением динамических свойств дислокационных струн. Переход образцов в сверхпроводящее состояние резко уменьшает электронное торможение дислокаций и увеличивает вклад динамической составляющей дислокационного потока в скорость ползучести. Сопоставление результатов эксперимента и теории позволило получить эмпирические оценки для значений некоторых феноменологических параметров дислокационной модели ползучести. Вивчено низькотемпературну повзучість монокристалів високочистого β-олова, які орієнтовано для пластичного ковзання у системі (100)<010>. Експерименти виконано у інтервалі температур 0,5 < T < Tc, деTc ≈ 3,7 К критична температура надпровідного переходу. Зразки навантажувалися вище границі текучості і в них ініціювалася нестаціонарна повзучість переводом з нормального (N) у надпровідний (S) стан магнітним полем. Встановлено, що залежність від часу приросту деформації після NS-переходу складається із трьох стадій: перехідної, експоненціальної та логарифмічної. Для фізичної інтерпретації цих стадій у Додатку розроблено теорію повзучості, яка базується на уявленнях про термічно активований, квантовий (тунельний) та динамічний рух дислокаційних струн у потенціальному рельєфі Пайєрлса з урахуванням їх електронного та радіаційного гальмування. Детально проаналізовано особливості окремих стадій повзучості, які пов’язані з проявами динамічних властивостей дислокаційних струн. Перехід зразків у надпровідний стан різко зменшує електронне гальмування дислокацій та збільшує внесок динамічної складової дислокаційного потоку у швидкість повзучості. Зіставлення результатів експерименту та теорії дозволило одержати емпіричні оцінки для значень деяких феноменологічних параметрів дислокаційної моделі повзучості. Low-temperature creep has been studied on high-purity β-Sn single crystals orinted for (100)<010> plastic slip. The experiments were conducted at tempetatures 0.5 < T < Tc where Tc ≈ 3,7 К is the critical temperature of the supercondacting transition. The samples were loaded to above the yield point and there occurred a transient creep initiated by the normal (N) — superconducting (S) state transition. It is found that the time dependence of deformation increase after the NS-transition consists of three stages: trasient, exponential and logarithmied. To make a physical interpretation of these stages, a creep theory has been developed (see saplement) which is based on the concepts of thermally activated, quantum (tunnel) and dynamical motions of dislocations in the potential Peierls relief with due account of there electron and radiation retardation. The specific features of individual creep stages associated with the dynamical properties of the dislocation strings are analysed in detail. The superconducting tansition of the samples results in a sharp decrease of the contribution of the dislocation flow dynamical component to creep rate. Comparison between the experimental and theoretical data permits the empirical values of aome phenomenological parameters of the dislocation model to be obtained. В заключение авторы выражают благодарность С.Э. Шумилину за полезное обсуждение результатов работы. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Низкотемпературная физика пластичности и прочности Динамические дислокационные эффекты в низкотемпературной ползучести монокристаллов β-олова, стимулированной сверхпроводящим переходом Dynamical dislocation effects in low-temperature NS-induced transition creep of β-Sn single crystals Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Динамические дислокационные эффекты в низкотемпературной ползучести монокристаллов β-олова, стимулированной сверхпроводящим переходом |
| spellingShingle |
Динамические дислокационные эффекты в низкотемпературной ползучести монокристаллов β-олова, стимулированной сверхпроводящим переходом Нацик, В.Д. Солдатов, В.П. Кириченко, Г.И. Иванченко, Л.Г. Низкотемпературная физика пластичности и прочности |
| title_short |
Динамические дислокационные эффекты в низкотемпературной ползучести монокристаллов β-олова, стимулированной сверхпроводящим переходом |
| title_full |
Динамические дислокационные эффекты в низкотемпературной ползучести монокристаллов β-олова, стимулированной сверхпроводящим переходом |
| title_fullStr |
Динамические дислокационные эффекты в низкотемпературной ползучести монокристаллов β-олова, стимулированной сверхпроводящим переходом |
| title_full_unstemmed |
Динамические дислокационные эффекты в низкотемпературной ползучести монокристаллов β-олова, стимулированной сверхпроводящим переходом |
| title_sort |
динамические дислокационные эффекты в низкотемпературной ползучести монокристаллов β-олова, стимулированной сверхпроводящим переходом |
| author |
Нацик, В.Д. Солдатов, В.П. Кириченко, Г.И. Иванченко, Л.Г. |
| author_facet |
Нацик, В.Д. Солдатов, В.П. Кириченко, Г.И. Иванченко, Л.Г. |
| topic |
Низкотемпературная физика пластичности и прочности |
| topic_facet |
Низкотемпературная физика пластичности и прочности |
| publishDate |
2009 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физика низких температур |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Dynamical dislocation effects in low-temperature NS-induced transition creep of β-Sn single crystals |
| description |
Изучена низкотемпературная ползучесть монокристаллов высокочистого β-олова, ориентированных для пластического скольжения в системе (100)<010>. Эксперименты проведены в интервале температур 0,5 < T < Tc, где Tc ≈ 3,7 К - критическая температура сверхпроводящего перехода. Образцы нагружались выше предела текучести и в них инициировалась нестационарная ползучесть переводом из нормального (N) в сверхпроводящее (S) состояние магнитным полем. Установлено, что временная зависимость приращения деформации после NS-перехода состоит из трех стадий: переходной, экспоненциальной и логарифмической. Для физической интерпретации этих стадий в Приложении разработана теория ползучести, основанная на представлениях о термически активированном, квантовом(туннельном) и динамическом движении дислокаций в потенциальном рельефе Пайерлса с учетом их электронного и радиационного торможения. Детально проанализированы особенности отдельных стадий ползучести, связанные с проявлением динамических свойств дислокационных струн. Переход образцов в сверхпроводящее состояние резко уменьшает электронное торможение дислокаций и увеличивает вклад динамической составляющей дислокационного потока в скорость ползучести. Сопоставление результатов эксперимента и теории позволило получить эмпирические оценки для значений некоторых феноменологических параметров дислокационной модели ползучести.
Вивчено низькотемпературну повзучість монокристалів високочистого β-олова, які орієнтовано
для пластичного ковзання у системі (100)<010>. Експерименти виконано у інтервалі температур
0,5 < T < Tc, деTc ≈ 3,7 К критична температура надпровідного переходу. Зразки навантажувалися
вище границі текучості і в них ініціювалася нестаціонарна повзучість переводом з нормального (N) у
надпровідний (S) стан магнітним полем. Встановлено, що залежність від часу приросту деформації
після NS-переходу складається із трьох стадій: перехідної, експоненціальної та логарифмічної. Для
фізичної інтерпретації цих стадій у Додатку розроблено теорію повзучості, яка базується на уявленнях про термічно активований, квантовий (тунельний) та динамічний рух дислокаційних струн у потенціальному рельєфі Пайєрлса з урахуванням їх електронного та радіаційного гальмування. Детально проаналізовано особливості окремих стадій повзучості, які пов’язані з проявами динамічних
властивостей дислокаційних струн. Перехід зразків у надпровідний стан різко зменшує електронне
гальмування дислокацій та збільшує внесок динамічної складової дислокаційного потоку у
швидкість повзучості. Зіставлення результатів експерименту та теорії дозволило одержати емпіричні
оцінки для значень деяких феноменологічних параметрів дислокаційної моделі повзучості.
Low-temperature creep has been studied on
high-purity β-Sn single crystals orinted for
(100)<010> plastic slip. The experiments were conducted
at tempetatures 0.5 < T < Tc where Tc ≈ 3,7 К
is the critical temperature of the supercondacting
transition. The samples were loaded to above the
yield point and there occurred a transient creep initiated
by the normal (N) — superconducting (S) state
transition. It is found that the time dependence of deformation
increase after the NS-transition consists of
three stages: trasient, exponential and logarithmied.
To make a physical interpretation of these stages, a
creep theory has been developed (see saplement)
which is based on the concepts of thermally activated,
quantum (tunnel) and dynamical motions of
dislocations in the potential Peierls relief with due
account of there electron and radiation retardation.
The specific features of individual creep stages associated
with the dynamical properties of the dislocation
strings are analysed in detail. The superconducting
tansition of the samples results in a sharp
decrease of the contribution of the dislocation flow
dynamical component to creep rate. Comparison between
the experimental and theoretical data permits
the empirical values of aome phenomenological parameters
of the dislocation model to be obtained.
|
| issn |
0132-6414 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/117252 |
| citation_txt |
Динамические дислокационные эффекты в низкотемпературной ползучести монокристаллов β-олова, стимулированной сверхпроводящим переходом / В.Д. Нацик, В.П. Солдатов, Г.И. Кириченко, Л.Г. Иванченко // Физика низких температур. — 2009. — Т. 35, № 6. — С. 637-654 . — Бібліогр.: 23 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT nacikvd dinamičeskiedislokacionnyeéffektyvnizkotemperaturnoipolzučestimonokristallovβolovastimulirovannoisverhprovodâŝimperehodom AT soldatovvp dinamičeskiedislokacionnyeéffektyvnizkotemperaturnoipolzučestimonokristallovβolovastimulirovannoisverhprovodâŝimperehodom AT kiričenkogi dinamičeskiedislokacionnyeéffektyvnizkotemperaturnoipolzučestimonokristallovβolovastimulirovannoisverhprovodâŝimperehodom AT ivančenkolg dinamičeskiedislokacionnyeéffektyvnizkotemperaturnoipolzučestimonokristallovβolovastimulirovannoisverhprovodâŝimperehodom AT nacikvd dynamicaldislocationeffectsinlowtemperaturensinducedtransitioncreepofβsnsinglecrystals AT soldatovvp dynamicaldislocationeffectsinlowtemperaturensinducedtransitioncreepofβsnsinglecrystals AT kiričenkogi dynamicaldislocationeffectsinlowtemperaturensinducedtransitioncreepofβsnsinglecrystals AT ivančenkolg dynamicaldislocationeffectsinlowtemperaturensinducedtransitioncreepofβsnsinglecrystals |
| first_indexed |
2025-11-25T23:07:36Z |
| last_indexed |
2025-11-25T23:07:36Z |
| _version_ |
1850578540561432576 |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6, ñ. 637–654
Äèíàìè÷åñêèå äèñëîêàöèîííûå ýôôåêòû â
íèçêîòåìïåðàòóðíîé ïîëçó÷åñòè ìîíîêðèñòàëëîâ
�-îëîâà, ñòèìóëèðîâàííîé ñâåðõïðîâîäÿùèì
ïåðåõîäîì
Â.Ä. Íàöèê, Â.Ï. Ñîëäàòîâ, Ã.È. Êèðè÷åíêî, Ë.Ã. Èâàí÷åíêî
Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò íèçêèõ òåìïåðàòóð èì. Á.È. Âåðêèíà ÍÀÍ Óêðàèíû
ïð. Ëåíèíà, 47, ã. Õàðüêîâ, 61103, Óêðàèíà
E-mail: kyrychenko@ilt.kharkov.ua
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 9 ôåâðàëÿ 2009 ã.
Èçó÷åíà íèçêîòåìïåðàòóðíàÿ ïîëçó÷åñòü ìîíîêðèñòàëëîâ âûñîêî÷èñòîãî �-îëîâà, îðèåíòèðîâàí-
íûõ äëÿ ïëàñòè÷åñêîãî ñêîëüæåíèÿ â ñèñòåìå (100)<010>. Ýêñïåðèìåíòû ïðîâåäåíû â èíòåðâàëå òåì-
ïåðàòóð 0 5, � �T Tc, ãäå Tc � 3 7, Ê — êðèòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà ñâåðõïðîâîäÿùåãî ïåðåõîäà. Îáðàçöû
íàãðóæàëèñü âûøå ïðåäåëà òåêó÷åñòè è â íèõ èíèöèèðîâàëàñü íåñòàöèîíàðíàÿ ïîëçó÷åñòü ïåðåâîäîì
èç íîðìàëüíîãî (N) â ñâåðõïðîâîäÿùåå (S) ñîñòîÿíèå ìàãíèòíûì ïîëåì. Óñòàíîâëåíî, ÷òî âðåìåííàÿ
çàâèñèìîñòü ïðèðàùåíèÿ äåôîðìàöèè ïîñëå NS-ïåðåõîäà ñîñòîèò èç òðåõ ñòàäèé: ïåðåõîäíîé, ýêñïî-
íåíöèàëüíîé è ëîãàðèôìè÷åñêîé. Äëÿ ôèçè÷åñêîé èíòåðïðåòàöèè ýòèõ ñòàäèé â Ïðèëîæåíèè ðàçðà-
áîòàíà òåîðèÿ ïîëçó÷åñòè, îñíîâàííàÿ íà ïðåäñòàâëåíèÿõ î òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàííîì, êâàíòîâîì
(òóííåëüíîì) è äèíàìè÷åñêîì äâèæåíèè äèñëîêàöèé â ïîòåíöèàëüíîì ðåëüåôå Ïàéåðëñà ñ ó÷åòîì èõ
ýëåêòðîííîãî è ðàäèàöèîííîãî òîðìîæåíèÿ. Äåòàëüíî ïðîàíàëèçèðîâàíû îñîáåííîñòè îòäåëüíûõ
ñòàäèé ïîëçó÷åñòè, ñâÿçàííûå ñ ïðîÿâëåíèåì äèíàìè÷åñêèõ ñâîéñòâ äèñëîêàöèîííûõ ñòðóí. Ïåðåõîä
îáðàçöîâ â ñâåðõïðîâîäÿùåå ñîñòîÿíèå ðåçêî óìåíüøàåò ýëåêòðîííîå òîðìîæåíèå äèñëîêàöèé è óâå-
ëè÷èâàåò âêëàä äèíàìè÷åñêîé ñîñòàâëÿþùåé äèñëîêàöèîííîãî ïîòîêà â ñêîðîñòü ïîëçó÷åñòè. Ñîïî-
ñòàâëåíèå ðåçóëüòàòîâ ýêñïåðèìåíòà è òåîðèè ïîçâîëèëî ïîëó÷èòü ýìïèðè÷åñêèå îöåíêè äëÿ çíà÷å-
íèé íåêîòîðûõ ôåíîìåíîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ äèñëîêàöèîííîé ìîäåëè ïîëçó÷åñòè.
Âèâ÷åíî íèçüêîòåìïåðàòóðíó ïîâçó÷³ñòü ìîíîêðèñòàë³â âèñîêî÷èñòîãî �-îëîâà, ÿê³ îð³ºíòîâàíî
äëÿ ïëàñòè÷íîãî êîâçàííÿ ó ñèñòåì³ (100)<010>. Åêñïåðèìåíòè âèêîíàíî ó ³íòåðâàë³ òåìïåðàòóð
0 5, � �T Tc , äå Tc � 3 7, Ê — êðèòè÷íà òåìïåðàòóðà íàäïðîâ³äíîãî ïåðåõîäó. Çðàçêè íàâàíòàæóâàëèñÿ
âèùå ãðàíèö³ òåêó÷îñò³ ³ â íèõ ³í³ö³þâàëàñÿ íåñòàö³îíàðíà ïîâçó÷³ñòü ïåðåâîäîì ç íîðìàëüíîãî (N) ó
íàäïðîâ³äíèé (S) ñòàí ìàãí³òíèì ïîëåì. Âñòàíîâëåíî, ùî çàëåæí³ñòü â³ä ÷àñó ïðèðîñòó äåôîðìàö³¿
ï³ñëÿ NS-ïåðåõîäó ñêëàäàºòüñÿ ³ç òðüîõ ñòàä³é: ïåðåõ³äíî¿, åêñïîíåíö³àëüíî¿ òà ëîãàðèôì³÷íî¿. Äëÿ
ô³çè÷íî¿ ³íòåðïðåòàö³¿ öèõ ñòàä³é ó Äîäàòêó ðîçðîáëåíî òåîð³þ ïîâçó÷îñò³, ÿêà áàçóºòüñÿ íà óÿâëåí-
íÿõ ïðî òåðì³÷íî àêòèâîâàíèé, êâàíòîâèé (òóíåëüíèé) òà äèíàì³÷íèé ðóõ äèñëîêàö³éíèõ ñòðóí ó ïî-
òåíö³àëüíîìó ðåëüºô³ Ïàéºðëñà ç óðàõóâàííÿì ¿õ åëåêòðîííîãî òà ðàä³àö³éíîãî ãàëüìóâàííÿ. Äåòàëü-
íî ïðîàíàë³çîâàíî îñîáëèâîñò³ îêðåìèõ ñòàä³é ïîâçó÷îñò³, ÿê³ ïîâ’ÿçàí³ ç ïðîÿâàìè äèíàì³÷íèõ
âëàñòèâîñòåé äèñëîêàö³éíèõ ñòðóí. Ïåðåõ³ä çðàçê³â ó íàäïðîâ³äíèé ñòàí ð³çêî çìåíøóº åëåêòðîííå
ãàëüìóâàííÿ äèñëîêàö³é òà çá³ëüøóº âíåñîê äèíàì³÷íî¿ ñêëàäîâî¿ äèñëîêàö³éíîãî ïîòîêó ó
øâèäê³ñòü ïîâçó÷îñò³. dzñòàâëåííÿ ðåçóëüòàò³â åêñïåðèìåíòó òà òåî𳿠äîçâîëèëî îäåðæàòè åìï³ðè÷í³
îö³íêè äëÿ çíà÷åíü äåÿêèõ ôåíîìåíîëîã³÷íèõ ïàðàìåòð³â äèñëîêàö³éíî¿ ìîäåë³ ïîâçó÷îñò³.
PACS: 62.20.Hg Ïîëçó÷åñòü;
74.25.Ld Ìåõàíè÷åñêèå è àêóñòè÷åñêèå ñâîéñòâà, ýëàñòè÷íîñòü, ñâåðõçâóêîâîå çàòóõàíèå.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: íèçêèå òåìïåðàòóðû, îëîâî, ñâåðõïðîâîäèìîñòü, ïîëçó÷åñòü, äèñëîêàöèè.
© Â.Ä. Íàöèê, Â.Ï. Ñîëäàòîâ, Ã.È. Êèðè÷åíêî, Ë.Ã. Èâàí÷åíêî, 2009
1. Ââåäåíèå
Èçó÷åíèå çàêîíîìåðíîñòåé è äèñëîêàöèîííûõ ìå-
õàíèçìîâ íèçêîòåìïåðàòóðíîé ïîëçó÷åñòè ìåòàëëîâ è
ñïëàâîâ èìååò äëèòåëüíóþ èñòîðèþ [1].  ÷àñòíîñòè,
ìíîãèå ãîäû çíà÷èòåëüíîå âíèìàíèå óäåëÿëîñü ýêñïå-
ðèìåíòàëüíîé ðåãèñòðàöèè è òåîðåòè÷åñêîìó àíàëèçó
íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè, êîòîðàÿ âîçíèêàåò ïðè
ðàçëè÷íûõ äîñòàòî÷íî áûñòðûõ èçìåíåíèÿõ óñëîâèé
äåôîðìèðîâàíèÿ îáðàçöîâ è èõ òåðìîäèíàìè÷åñêîãî
ñîñòîÿíèÿ: ïîä äåéñòâèåì ìàëûõ äîãðóçîê, âñëåäñòâèå
èçìåíåíèé òåìïåðàòóðû, â ðåçóëüòàòå ïåðåõîäà â ñâåðõ-
ïðîâîäÿùåå ñîñòîÿíèå è ò.ï. Îäíàêî ðàíåå îñíîâíîå
âíèìàíèå èññëåäîâàòåëåé áûëî ñîñðåäîòî÷åíî íà çà-
âåðøàþùåé è ñàìîé ïðîäîëæèòåëüíîé (äëèòåëüíîñòüþ
ïîðÿäêà 10–100 ñ) ñòàäèè íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè,
êîòîðàÿ ïîëó÷èëà íàçâàíèå «ëîãàðèôìè÷åñêàÿ ïîëçó-
÷åñòü». Ýòà ñòàäèÿ èíòåðïðåòèðîâàëàñü êàê ðåçóëüòàò
òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàííîãî èëè êâàíòîâîôëóê-
òóàöèîííîãî (òóííåëüíîãî) äâèæåíèÿ äèñëîêàöèé ÷å-
ðåç ðàçëè÷íûå áàðüåðû, òîðìîçÿùèå ïëàñòè÷åñêîå
ñêîëüæåíèå, ñ ó÷åòîì èõ íàêîïëåíèÿ ïî ìåðå âîçðàñòà-
íèÿ äåôîðìàöèè (äåôîðìàöèîííîå óïðî÷íåíèå). Ðàç-
âåðòêà âî âðåìåíè ìåíåå äëèòåëüíîé (ïîðÿäêà 1 ñ)
ñòàäèè íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè îáû÷íî íå ïðîâî-
äèëàñü, îíà îáîçíà÷àëàñü òåðìèíîì «ìãíîâåííàÿ
ïîëçó÷åñòü», è êèíåòèêà ïðîòåêàíèÿ äèñëîêàöèîííûõ
ïðîöåññîâ â ïðåäåëàõ ýòîé ñòàäèè ïðàêòè÷åñêè íå
îáñóæäàëàñü.
Ïåðåõîä ìåòàëëà èç íîðìàëüíîãî (N) â ñâåðõïðîâî-
äÿùåå (S) ñîñòîÿíèå ïðè ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè â
ðåæèìå ïîëçó÷åñòè ñîïðîâîæäàåòñÿ ðåçêèì óâåëè÷å-
íèåì ñêîðîñòè ïîëçó÷åñòè è äîïîëíèòåëüíûì ïðèðîñ-
òîì äåôîðìàöèè [2,3]. Òàêîå âëèÿíèå NS-ïåðåõîäà íà
ïëàñòè÷íîñòü — ñëåäñòâèå ðåçêîãî óìåíüøåíèÿ ñèëû
òîðìîæåíèÿ äèñëîêàöèé ýëåêòðîíàìè ïðîâîäèìîñòè,
âîçíèêàþùåãî â ðåçóëüòàòå ïîÿâëåíèÿ ùåëè â èõ
ýíåðãåòè÷åñêîì ñïåêòðå [4,5]. Åñëè NS-ïåðåõîä ïðîèñ-
õîäèò äîñòàòî÷íî áûñòðî, òî íà äèàãðàììå äåôîðìèðî-
âàíèÿ âîçíèêàåò êðèâàÿ íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè,
òàêàÿ æå êàê è ïîñëå áûñòðîé äîãðóçêè îáðàçöà.
Íåñòàöèîíàðíàÿ ïîëçó÷åñòü, ñòèìóëèðîâàííàÿ
NS-ïåðåõîäîì, äîâîëüíî äåòàëüíî èçó÷åíà â ñåðèè íà-
øèõ ïðåäûäóùèõ ðàáîò [6–8], â êîòîðûõ ýêñïåðèìåí-
òû ïðîâîäèëèñü íà ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ îáðàçöàõ
÷èñòîãî �-îëîâà, îðèåíòèðîâàííûõ äëÿ ïëàñòè÷åñêîãî
ñêîëüæåíèÿ ïî ñèñòåìå (100)<010>. Áûëî óñòàíîâëå-
íî, ÷òî ïðèðîñò äåôîðìàöèè ïîñëå NS-ïåðåõîäà ÿâëÿ-
åòñÿ ñëîæíûì ïðîöåññîì, êîòîðûé, â çàâèñèìîñòè îò
óñëîâèé äåôîðìèðîâàíèÿ îáðàçöîâ, ñîñòîèò èç 2–3
ñìåíÿþùèõ äðóã äðóãà ñòàäèé. Íàãëÿäíîå ïðåäñòàâ-
ëåíèå î ñòàäèéíîì õàðàêòåðå ýòîãî ïðîöåññà äàåò
ðèñ. 1, ãäå ïîêàçàíû ìåäëåííàÿ (à) è áûñòðàÿ (á) ðàç-
âåðòêè êðèâîé ïîëçó÷åñòè, âûçûâàåìîé NS-ïåðåõî-
äîì. Ìåäëåííàÿ ðàçâåðòêà ðåãèñòðèðóåò ïî÷òè ñêà÷êî-
îáðàçíûé ïðèðîñò äåôîðìàöèè ��NS çà êîðîòêèé
ïðîìåæóòîê âðåìåíè, òîãäà êàê áûñòðàÿ âûÿâëÿåò íà
ýòîì ñêà÷êå íàëè÷èå íåñêîëüêèõ ñòàäèé: íà ñòàäèè I
ñêîðîñòü ïîëçó÷åñòè óâåëè÷èâàåòñÿ îò ñòàðòîâîãî çíà-
÷åíèÿ ��st ïåðåä NS-ïåðåõîäîì äî ìàêñèìàëüíîãî çíà-
÷åíèÿ �� d â ìîìåíò âðåìåíè t m; â äàëüíåéøåì ïðè
t t m� îíà ìîíîòîííî óìåíüøàåòñÿ è íà êðèâûõ ïîëçó-
÷åñòè ìîæíî âûäåëèòü ñòàäèþ II áûñòðîãî è ñòàäèþ
III ìåäëåííîãî çàòóõàíèÿ ïîëçó÷åñòè.
 ñîîòâåòñòâèè ñ ðàçâèòûìè â ðàáîòàõ [6–9] ïðåä-
ñòàâëåíèÿìè íèçêîòåìïåðàòóðíàÿ ïëàñòè÷åñêàÿ äå-
ôîðìàöèÿ �-îëîâà ïî ñèñòåìå ñêîëüæåíèÿ (100)<010>
êîíòðîëèðóåòñÿ òåðìîàêòèâèðîâàííûì, êâàíòî-
âî-òóííåëüíûì èëè äèíàìè÷åñêèì äâèæåíèåì äèñëî-
êàöèé â ðåëüåôå Ïàéåðëñà, à ñòàäèéíûé õàðàêòåð êðè-
âîé íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè îïðåäåëÿåòñÿ ñìåíîé
ðåæèìîâ äâèæåíèÿ äèñëîêàöèé íà ãðàíèöàõ íàáëþäà-
638 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6
Â.Ä. Íàöèê, Â.Ï. Ñîëäàòîâ, Ã.È. Êèðè÷åíêî, Ë.Ã. Èâàí÷åíêî
0
tNS tftm t
I
II
III á
ttNS
N S
f
d
t
te te
0
à
Ðèñ. 1. Õàðàêòåðíûé âèä êðèâûõ ïîëçó÷åñòè ìîíîêðèñòàëëîâ �-îëîâà ïðè ïåðåõîäå èç íîðìàëüíîãî â ñâåðõïðîâîäÿùåå
ñîñòîÿíèå ïðè ìåäëåííîé (à) è áûñòðîé (á) çàïèñè äåôîðìàöèè.
åìûõ ñòàäèé. Â ðàìêàõ ýòèõ ïðåäñòàâëåíèé îáíàðó-
æåííûå ñòàäèè ïîëó÷èëè ñëåäóþùóþ ôèçè÷åñêóþ
èíòåðïðåòàöèþ:
— íà ïðîòÿæåíèè ñòàäèè I ïðîèñõîäèò ïåðåõîä îò
êâàçèñòàöèîíàðíîãî äâèæåíèÿ äèñëîêàöèé â íîðìàëü-
íîì ñîñòîÿíèè ê êâàçèñòàöèîíàðíîìó äâèæåíèþ â
ñâåðõïðîâîäÿùåì ñîñòîÿíèè, ñóùåñòâîâàíèå ýòîé
ñòàäèè îáóñëîâëåíî êîíå÷íîé âåëè÷èíîé âðåìåíè ðå-
ëàêñàöèè äëÿ èçìåíåíèé äèñëîêàöèîííîãî ïîòîêà;
— ñòàäèÿ II ïîÿâëÿåòñÿ êàê ñëåäñòâèå íàðóøåíèÿ
ôëóêòóàöèîííîãî (òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàííîãî èëè
êâàíòîâî-òóííåëüíîãî) ðåæèìà òå÷åíèÿ äèñëîêàöèîí-
íîãî ïîòîêà â ðåçóëüòàòå ðåçêîãî óìåíüøåíèÿ ýëåêò-
ðîííîé âÿçêîñòè è ïåðåõîäà íåêîòîðîé ÷àñòè äèñ-
ëîêàöèé â ýòîì ïîòîêå â ðåæèì äèíàìè÷åñêîãî
(íàäáàðüåðíîãî) äâèæåíèÿ, à êîíå÷íàÿ äëèòåëüíîñòü
ýòîé ñòàäèè è óìåíüøåíèå ñêîðîñòè ïîëçó÷åñòè â åå
ïðåäåëàõ îáóñëîâëåíû ïîñòåïåííûì èñòîùåíèåì
áûñòðûõ äèñëîêàöèé â ïîòîêå;
— ñòàäèÿ III ÿâëÿåòñÿ ñëåäñòâèåì âîññòàíîâëåíèÿ
ôëóêòóàöèîííîãî ðåæèìà äâèæåíèÿ äèñëîêàöèé, à çà-
òóõàíèå ïîëçó÷åñòè íà ýòîé ñòàäèè ñâÿçàíî ñ âëèÿíè-
åì äåôîðìàöèîííîãî óïðî÷íåíèÿ íà èõ ñêîðîñòü.
Ïîñëå íàäåæíîé ðåãèñòðàöèè ñòàäèéíîñòè êðèâîé
íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè åñòåñòâåííûì ïðîäîëæå-
íèåì èññëåäîâàíèé â ýòîì íàïðàâëåíèè áûëî âûÿñíå-
íèå ôèçè÷åñêèõ ôàêòîðîâ, îïðåäåëÿþùèõ ÷èñëî
ñòàäèé, à òàêæå äåòàëüíûé àíàëèç êèíåòèêè äèñëîêà-
öèîííûõ ïðîöåññîâ, ïðîòåêàþùèõ íà êàæäîé ñòàäèè â
îòäåëüíîñòè. Ñòàäèÿ III íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè
íàáëþäàåòñÿ âñåãäà, ïîýòîìó îíà áûëà èçó÷åíà â ïåð-
âóþ î÷åðåäü [7–9]. Íà ýòîé ñòàäèè çàâèñèìîñòü äå-
ôîðìàöèè îò âðåìåíè îïèñûâàåòñÿ ëîãàðèôìè÷åñêèì
çàêîíîì. Íà òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè êîýôôèöè-
åíòà ëîãàðèôìè÷åñêîé ïîëçó÷åñòè �(Ò) â èíòåðâàëå
0,5–4,2 Ê âûÿâëåíû äâå êà÷åñòâåííî ðàçëè÷íûå îáëàñ-
òè: ñóùåñòâóåò ãðàíè÷íàÿ òåìïåðàòóðà Tg � 1,2–1,3 Ê,
êîòîðàÿ ðàçäåëÿåò îáëàñòü òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàí-
íîé (T Tg� ) è àòåðìè÷åñêîé (T Tg� ) ïëàñòè÷íîñòè.
Ýòà îñîáåííîñòü íàáëþäàåòñÿ êàê â íîðìàëüíîì, òàê è
â ñâåðõïðîâîäÿùåì ñîñòîÿíèÿõ, à NS-ïåðåõîä çàìåòíî
íå âëèÿåò íà âåëè÷èíó Tg . Àíàëèç ëîãàðèôìè÷åñêîé
ïîëçó÷åñòè ïîêàçàë, ÷òî åå êèíåòèêà îïðåäåëÿåòñÿ
äâèæåíèåì äèñëîêàöèé ÷åðåç áàðüåðû Ïàéåðëñà ïî
ìåõàíèçìó çàðîæäåíèÿ íà äèñëîêàöèîííûõ ëèíèÿõ
ïàðíûõ êèíêîâ: â îáëàñòè òåìïåðàòóð T Tg� ýòîò ïðî-
öåññ èìååò òåðìè÷åñêè àêòèâèðóåìûé õàðàêòåð è êè-
íåòèêà äåôîðìàöèè ñîîòâåòñòâóåò êëàññè÷åñêèì
ïðåäñòàâëåíèÿì î ïîëçó÷åñòè [10]; ïðè T Tg� çàðîæ-
äåíèå ïàðíûõ êèíêîâ ïðîèñõîäèò áëàãîäàðÿ ýôôåêòó
êâàíòîâîãî òóííåëèðîâàíèÿ [11,12] è ïîëçó÷åñòü èìå-
åò àòåðìè÷åñêèé õàðàêòåð.
Äèíàìè÷åñêàÿ ñòàäèÿ íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè
ðàíåå ñòîëü äåòàëüíî íå îáñóæäàëàñü. Â ðàáîòå [7]
ýêñïåðèìåíòû â îáëàñòè ñóùåñòâîâàíèÿ ñâåðõïðî-
âîäèìîñòè �-îëîâà T Tc� � 3 7, Ê áûëè ïðîâåäåíû
òîëüêî ïðè äâóõ çíà÷åíèÿõ òåìïåðàòóðû T1 16 , Ê è
T2 3 2 , Ê. Õîðîøî âûðàæåííàÿ äèíàìè÷åñêàÿ ñòàäèÿ
íàáëþäàëàñü ïðè 1,6 Ê, íî èñ÷åçàëà ïðè òåìïåðàòóðå
3,2 Ê, áëèçêîé ê Tc .
Àíàëèç ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ ïðèâåë ê ïðåä-
âàðèòåëüíîìó çàêëþ÷åíèþ, ÷òî îñíîâíîé ïðè÷èíîé
óâåëè÷åíèÿ ðîëè äèíàìè÷åñêèõ ýôôåêòîâ â äèñëîêà-
öèîííîì ïîòîêå ÿâëÿåòñÿ ðåçêîå óìåíüøåíèå êîýôôè-
öèåíòà ýëåêòðîííîãî òðåíèÿ äèñëîêàöèé B(T) ïðè
îõëàæäåíèè îáðàçöîâ íèæå Tc : ñîãëàñíî òåîðèè [4], â
íîðìàëüíîì ñîñòîÿíèè B BN const, à â ñâåðõïðîâî-
äÿùåì B B TS ( ) ðåçêî óìåíüøàåòñÿ ïðè ïîíèæåíèè
òåìïåðàòóðû. Â ðàáîòå [7] áûëî òàêæå óñòàíîâëåíî,
÷òî äëèòåëüíîñòü îòäåëüíûõ ñòàäèé íåñòàöèîíàðíîé
ïîëçó÷åñòè, â òîì ÷èñëå è äèíàìè÷åñêîé ñòàäèè, ìîæ-
íî âàðüèðîâàòü, èçìåíÿÿ ëèáî ñòàðòîâóþ ñêîðîñòü ��st ,
ëèáî âåëè÷èíó ïîëíîé äåôîðìàöèè îáðàçöîâ � ïåðåä
NS-ïåðåõîäîì, íî äåòàëüíîå èçó÷åíèå ýòèõ çàêîíî-
ìåðíîñòåé íå ïðîâîäèëîñü.
Öåëü äàííîãî èññëåäîâàíèÿ ðåøåíèå äâóõ çàäà÷.
Ïåðâàÿ èç íèõ — äåòàëüíîå ýêñïåðèìåíòàëüíîå èçó÷å-
íèå óñëîâèé ïîÿâëåíèÿ äèíàìè÷åñêîé ñòàäèè íà êðè-
âûõ íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè è òåìïåðàòóðíûõ çà-
âèñèìîñòåé õàðàêòåðèñòèê ýòîé ñòàäèè â äîñòàòî÷íî
øèðîêîé îáëàñòè òåìïåðàòóð 0,5 Ê � � �T Tc 3 7, Ê.
Âòîðàÿ çàäà÷à — ôîðìóëèðîâêà, àíàëèç è ñðàâíåíèå ñ
ýêñïåðèìåíòîì äèñëîêàöèîííîé ìîäåëè, ïîçâîëÿþ-
ùåé äàòü ïîñëåäîâàòåëüíóþ è íåïðîòèâîðå÷èâóþ èí-
òåðïðåòàöèþ âñåõ ñòàäèé íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè
ñ ó÷åòîì îñíîâíûõ ôàêòîðîâ, îïðåäåëÿþùèõ äâèæå-
íèå äèñëîêàöèé: ðåëüåôà Ïàéåðëñà, ýëåêòðîííîãî è
ðàäèàöèîííîãî òðåíèÿ, òóííåëüíîãî ýôôåêòà è òåðìè-
÷åñêîé àêòèâàöèè.
2. Ìåòîäèêà ýêñïåðèìåíòà
2.1. Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ óñòàíîâêà
Ýêñïåðèìåíòû âûïîëíåíû íà óñòàíîâêå, îïèñàí-
íîé â ðàáîòå [13], â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 0,5–3,7 Ê. Â
êà÷åñòâå îõëàæäàþùåé æèäêîñòè ïðè ïîëó÷åíèè òåì-
ïåðàòóð 1,8–4,2 Ê èñïîëüçîâàëè æèäêèé
4
Íå, à òåìïå-
ðàòóðû 0,5–2 Ê ïîëó÷àëè â ðåôðèæåðàòîðå èñïàðåíèÿ
îòêà÷êîé ïàðîâ
3
Íå. Îòíîñèòåëüíàÿ ïîãðåøíîñòü ïðè
èçìåðåíèè òåìïåðàòóðû áûëà ïîðÿäêà 10
–2
Ê. Áîëåå
ïîäðîáíûå ñâåäåíèÿ ïî ýòîìó âîïðîñó ÷èòàòåëü ìî-
æåò íàéòè â ðàáîòàõ [13–15].
2.2. Îáðàçöû è ñïîñîá èõ äåôîðìèðîâàíèÿ
Ìîíîêðèñòàëëû äëÿ èññëåäîâàíèé âûðàùèâàëè èç
÷èñòîãî (99,9995%) îëîâà â ïðîôèëèðîâàííîé ãðàôè-
òîâîé ôîðìå, ïîçâîëÿâøåé ïîëó÷àòü ïàðòèè èç äåñÿòè
îäèíàêîâûõ îáðàçöîâ ñïåöèàëüíîé ãåîìåòðèè (â ôîð-
Äèíàìè÷åñêèå äèñëîêàöèîííûå ýôôåêòû â íèçêîòåìïåðàòóðíîé ïîëçó÷åñòè ìîíîêðèñòàëëîâ �-îëîâà
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6 639
ìå äâîéíûõ ëîïàòîê) è îðèåíòàöèè [16]. Ðàáî÷àÿ
÷àñòü îáðàçöîâ èìåëà äëèíó 25 ìì è ïðÿìîóãîëüíîå
ñå÷åíèå 5
1,5 ìì, à îðèåíòàöèÿ ïðîäîëüíîé îñè ñî-
âïàäàëà ñ íàïðàâëåíèåì <110>, ÷òî ñîçäàâàëî ìàêñè-
ìàëüíî áëàãîïðèÿòíûå óñëîâèÿ äëÿ ñêîëüæåíèÿ â ñèñ-
òåìå (100)<010> ïðè ðàñòÿæåíèè îáðàçöîâ.
 íàñòîÿùåé ðàáîòå ìû èñïîëüçîâàëè ñòàíäàðòíóþ
äëÿ íàøèõ èññëåäîâàíèé ìåòîäèêó èñïûòàíèÿ îáðàç-
öîâ: èõ ðàñïîëàãàëè âíóòðè ñâåðõïðîâîäÿùåãî ñîëå-
íîèäà è äåôîðìèðîâàëè â ðåæèìå ïîëçó÷åñòè ïóòåì
ðàñòÿæåíèÿ ïîä äåéñòâèåì ñòóïåí÷àòî âîçðàñòàþùåé
íàãðóçêè (ñì. ðèñ. 2). Äèñêðåòíûå ïðèðàùåíèÿ âíåø-
íåãî íàïðÿæåíèÿ, êîòîðûìè âûçûâàëèñü ïðèðàùåíèÿ
äåôîðìàöèè, èìåëè âåëè÷èíó �� = (0,1–0,4) ÌÏà.
Ñîñòîÿíèå ýëåêòðîííîé ïîäñèñòåìû â äåôîðìèðóå-
ìûõ îáðàçöàõ èçìåíÿëè âêëþ÷åíèåì èëè âûêëþ÷åíèåì
ïðîäîëüíîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ, âåëè÷èíà êîòîðîãî ïðå-
âûøàëà êðèòè÷åñêîå ìàãíèòíîå ïîëå â îëîâå H c 309
Ãñ. Âêëþ÷åííîìó ìàãíèòíîìó ïîëþ ñîîòâåòñòâîâàëî
íîðìàëüíîå, à âûêëþ÷åííîìó — ñâåðõïðîâîäÿùåå ñî-
ñòîÿíèå îáðàçöîâ. Íàãðóæåíèå îáðàçöîâ íà÷èíàëîñü
ïðè çàäàííîé òåìïåðàòóðå â N-ñîñòîÿíèè è ïîñëå ïðå-
âûøåíèÿ ïðåäåëà òåêó÷åñòè NS-ïåðåõîä îñóùåñòâëÿ-
ëè ïî ñëåäóþùåé ñõåìå: â îáðàçöå â íîðìàëüíîì ñî-
ñòîÿíèè î÷åðåäíîé ïîðöèåé íàãðóçêè âûçûâàëè
êðèâóþ ïîëçó÷åñòè è â ìîìåíò äîñòèæåíèÿ íà ýòîé
êðèâîé âûáðàííîé ñòàðòîâîé ñêîðîñòè äåôîðìàöèè
��st c� �
5 10 5 1 îáðàçåö ïåðåâîäèëè â ñâåðõïðîâîäÿùåå
ñîñòîÿíèå (ìîìåíò âðåìåíè t NS
1 íà ðèñ. 2), ïðè ýòîì
ðåãèñòðèðîâàëè èíèöèèðîâàííûé NS-ïåðåõîäîì ïðè-
ðîñò äåôîðìàöèè ïîëçó÷åñòè �� � �S S N NSt t t( ) ( ) ( )
.
Çàòåì îáðàçåö âíîâü ïåðåâîäèëè â íîðìàëüíîå ñîñòîÿ-
íèå, äîãðóæàëè è èçìåðåíèå ïîâòîðÿëîñü ïðè áîëüøåé
ñòåïåíè äåôîðìàöèè (ìîìåíò âðåìåíè t NS
2 íà ðèñ. 2).
Òàêèå èçìåðåíèÿ ïîâòîðÿëè ÷åðåç îïðåäåëåííûå èí-
òåðâàëû âðåìåíè âïëîòü äî ðàçðóøåíèÿ îáðàçöà.
Ïðèðàùåíèÿ äåôîðìàöèè ��( )t , âûçûâàâøèåñÿ óâå-
ëè÷åíèåì âíåøíåãî íàïðÿæåíèÿ èëè NS-ïåðåõîäîì,
ðåãèñòðèðîâàëè âûñîêî÷óâñòâèòåëüíûì èíäóêòèâ-
íûì äàò÷èêîì, âûõîäíîé ñèãíàë êîòîðîãî ïîäàâàëñÿ
íà êîìïüþòåð è âîñïðîèçâîäèëñÿ íà ýêðàíå ìîíèòîðà.
Òî÷íîñòü èçìåðåíèÿ îòíîñèòåëüíîé äåôîðìàöèè áûëà
10
–5
, à ðàçðåøåíèå ïî âðåìåíè ñîñòàâëÿëî 0,04 ñ.
2.3. Èçó÷àåìûå ïàðàìåòðû è çàâèñèìîñòè
Íåñòàöèîíàðíàÿ ïîëçó÷åñòü, ñòèìóëèðîâàííàÿ
NS-ïåðåõîäîì, ïðîäîëæàåòñÿ äëèòåëüíîå âðåìÿ, â òå-
÷åíèå êîòîðîãî ïðîèñõîäèò íåïðåðûâíûé ðîñò äåôîð-
ìàöèè �� S t( ).  êà÷åñòâå îäíîé èç êîëè÷åñòâåííûõ
õàðàêòåðèñòèê ýòîãî ïðîöåññà ïðèíèìàëè ïðèðîñò äå-
ôîðìàöèè �� � �NS S e S NSt t
( ) ( ) çà ïðîìåæóòîê
âðåìåíè t te NS
, ïî èñòå÷åíèè êîòîðîãî ñêîðîñòü ïî-
ëçó÷åñòè â îáðàçöå � ( )� S t äîñòèãàëà ñòàðòîâîãî çíà÷å-
íèÿ ��st (ñì. ðèñ. 1).
Âòîðîé ìåòîäè÷åñêèé ìîìåíò àíàëèçà ïðîâåäåí-
íûõ èçìåðåíèé — âûäåëåíèå ñòàäèé íà ðåãèñòðèðóå-
ìûõ êðèâûõ ïîëçó÷åñòè. Ðåöåïò ýòîé ïðîöåäóðû,
ïðåäëîæåííûé è îáîñíîâàííûé íàìè â ðàáîòàõ [6,7],
ñâîäèëñÿ ê ñëåäóþùåìó: êðèâûå ïîëçó÷åñòè, èíèöèè-
ðîâàííûå ñâåðõïðîâîäÿùèì ïåðåõîäîì, ñíà÷àëà
äèôôåðåíöèðîâàëè, ò.å. íàõîäèëè çàâèñèìîñòü
� � / t t tS S[ ( )] � ( )�� � , à çàòåì ïåðåñòðàèâàëè â êîîðäèíà-
òàõ �� ��S S
è ln �� ��S S
.
Ïåðåñòðîéêà â ïåðâûõ êîîðäèíàòàõ ïðèâîäèò ê ëè-
íåàðèçàöèè ýêñïîíåíöèàëüíîãî ó÷àñòêà êðèâîé ïîëçó-
÷åñòè, ñîîòâåòñòâóþùåãî äèíàìè÷åñêîé ñòàäèè II. Â
òåîðèè ïîëçó÷åñòè [7] ýòîò ó÷àñòîê îïèñûâàåòñÿ ñîîò-
íîøåíèåì
� ( ) � ( ) ( )� � ��S S d d St t C t
, t t td f� � , (1)
ãäå C d — ïîñòîÿííàÿ ëèíåàðèçîâàííîãî ó÷àñòêà, à
t td m — ìîìåíò íà÷àëà äèíàìè÷åñêîé ñòàäèè.
Ïåðåñòðîéêà â êîîðäèíàòàõ ln �� ��S S
ëèíåàðèçóåò
ëîãàðèôìè÷åñêèé ó÷àñòîê êðèâîé ïîëçó÷åñòè (ñòàäèÿ
III), íà êîòîðîì âðåìåííàÿ çàâèñèìîñòü ïîëçó÷åñòè
ïîä÷èíÿåòñÿ ñîîòíîøåíèþ
ln � ( ) ln � ( ) ( )� � ��S S f f St t C t
, t t f� , (2)
640 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6
Â.Ä. Íàöèê, Â.Ï. Ñîëäàòîâ, Ã.È. Êèðè÷åíêî, Ë.Ã. Èâàí÷åíêî
t
t0
0
0
0
N S N S
1 2
�
tNS
.�st
tNS
N S N S
1 2
tNS tNS
.�st
tSN
tSN
Ðèñ. 2. Ñõåìà ñòóïåí÷àòîãî íàãðóæåíèÿ îáðàçöîâ è ïåðå-
âîäà èõ èç íîðìàëüíîãî â ñâåðõïðîâîäÿùåå ñîñòîÿíèå.
ãäå t f — ìîìåíò íà÷àëà ýòîé ñòàäèè, à C f — êîíñòàí-
òà, ñâÿçàííàÿ ñ êîýôôèöèåíòîì ëîãàðèôìè÷åñêîé ïîë-
çó÷åñòè � f f/C 1 .  îòñóòñòâèå äèíàìè÷åñêîé ñòà-
äèè t tf m .
Ïðèìåðû èñïîëüçîâàíèÿ îïèñàííîãî ðåöåïòà ïðè
îáðàáîòêå «ìàøèííûõ» êðèâûõ ïîëçó÷åñòè, âûçâàí-
íûõ NS-ïåðåõîäîì, ïîêàçàíû íà ðèñ. 3 äëÿ íåñêîëüêèõ
çíà÷åíèé òåìïåðàòóðû èç èíòåðâàëà T Tc� . Ñòàäèé-
íûé õàðàêòåð êðèâûõ ïîëçó÷åñòè �� S t( ) î÷åâèäåí. Ïî-
äîáíûå ðèñóíêè èñïîëüçîâàëèñü äëÿ îöåíêè àáñîëþò-
íûõ è îòíîñèòåëüíûõ äîëåé ïðèðîñòà äåôîðìàöèè,
îòâå÷àâøèõ âûäåëåííûì ñòàäèÿì, äëÿ îïðåäåëåíèÿ
çíà÷åíèé ñêîðîñòåé ïîëçó÷åñòè �� d â íà÷àëå äèíàìè-
÷åñêîé ñòàäèè è �� f â íà÷àëå ôëóêòóàöèîííîé ñòàäèè, à
òàêæå äëèòåëüíîñòè ïåðåõîäíîé ñòàäèè �t t tr m NS
.
×òîáû ñîãëàñîâàòü äàííûå íàñòîÿùåé ðàáîòû ñ ðå-
çóëüòàòàìè íàøèõ ïðåäûäóùèõ èññëåäîâàíèé, îïðå-
äåëåíèå óêàçàííûõ ïàðàìåòðîâ è èõ çàâèñèìîñòåé îò
òåìïåðàòóðû ïðîâîäèëè ïðè ôèêñèðîâàííûõ çíà÷åíè-
ÿõ ñòàðòîâîé ñêîðîñòè ��st è âåëè÷èíû ïîëíîé ïëàñòè-
÷åñêîé äåôîðìàöèè îáðàçöîâ �.  êà÷åñòâå ñòàðòîâîé
ñêîðîñòè èñïîëüçîâàëè çíà÷åíèå ��st c� �
5 10 5 1,
êîòîðîå ñ âîçìîæíîé òî÷íîñòüþ ïîääåðæèâàëè îäèíà-
êîâûì ïðè âñåõ òåìïåðàòóðàõ. Îäíàêî èç-çà ñëîæíîñ-
òè òî÷íîãî îïðåäåëåíèÿ ìîìåíòà äîñòèæåíèÿ ñòàðòî-
âîé ñêîðîñòè åå çíà÷åíèå êîëåáàëîñü â íåêîòîðûõ
ïðåäåëàõ (íå áîëåå ÷åì â 1,5–2 ðàçà) âîêðóã çàäàííîé
âåëè÷èíû, ÷òî, âîîáùå ãîâîðÿ, íå îêàçûâàëî îùóòè-
ìîãî âëèÿíèÿ íà âåëè÷èíó èçìåðÿåìûõ ïàðàìåòðîâ.
Îòìåòèì, ÷òî äîñòàòî÷íî ìàëàÿ âåëè÷èíà âûáðàí-
íîé ñòàðòîâîé ñêîðîñòè äåôîðìàöèè ïîçâîëÿåò ñ÷è-
òàòü, ÷òî â íîðìàëüíîì ñîñòîÿíèè ïåðåä NS-ïåðåõî-
äîì ïîëçó÷åñòü èìåëà ôëóêòóàöèîííûé õàðàêòåð è
îïèñûâàëàñü ñîîòíîøåíèåì (2).
Ïðèäåðæèâàÿñü îïèñàííîé ìåòîäèêè, ñíà÷àëà
îïðåäåëÿëè çàâèñèìîñòè ��NS îò âåëè÷èíû ïîëíîé
äåôîðìàöèè îáðàçöîâ ïðè ðàçíûõ òåìïåðàòóðàõ
�� �NS T( ) , à çàòåì, ñå÷åíèåì èõ ïðÿìûìè � const, âû-
äåëÿëè òåìïåðàòóðíóþ çàâèñèìîñòü �� �NS T( ) . Ïðè-
âåäåííûå íèæå òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ïîëíîé
Äèíàìè÷åñêèå äèñëîêàöèîííûå ýôôåêòû â íèçêîòåìïåðàòóðíîé ïîëçó÷åñòè ìîíîêðèñòàëëîâ �-îëîâà
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6 641
4 8 12 16
0
1
2
3
4
5
1 2 3 4 5
0
4
8
12
1 2 3 4
–10
–8
–6
–4
0 1 2 3 4
–10
–8
–6
1 2 3 4 5 6 7
0
2
4
6
0 1 2 3 4
0
2
4
6
2,0 3,0 4,0 5,0
–10
–9
–8
2,0 3,0 4,0 5,0
0
1
2
3
20 40 60 80
0
1
2
3
5
0,5 Ê
t, c
I IIIII
0,5 Ê
10�� �S
3
I IIIII
0,5 Ê
IIIIII
1,4 Ê
1,4 Ê
t, c
IIIIII
1,4 Ê
I III
3,2 Ê
I III
3,2 Ê
3,2 Ê
t, c
0
4
��
1
0
3
ln
��
��
1
0
3
��
1
0
3
��
1
0
,
ñ
3
–
1
�
��
1
0
,
ñ
�
–
1
�
��
1
0
,
ñ
3
–
1
�
ln
��
ln
��
a á â
10�� �S
3
10�� �S
3
10�� �S
3
10�� �S
3
10�� �S
3
Ðèñ. 3. Ïðèìåðû êðèâûõ ïîëçó÷åñòè, èíèöèèðîâàííûõ ñâåðõïðîâîäÿùèì ïåðåõîäîì, ïðè ðàçíûõ òåìïåðàòóðàõ, ïðåäñòàâ-
ëåííûå â êîîðäèíàòàõ: �
t (à), �� ��
S (á), ln �� ��
S (â).
âåëè÷èíû �� �NS T( ) è åå ñîñòàâëÿþùèõ îòíåñåíû ê
äåôîðìàöèè � = 6–7%, ïðèíÿòîé â íàøèõ ïðåäûäóùèõ
èññëåäîâàíèÿõ.
3. Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòîâ
Ïîëíûé ïðèðîñò äåôîðìàöèè ïîëçó÷åñòè ��NS , âîç-
íèêàþùèé ïðè ïåðåõîäå íàãðóæåííûõ îáðàçöîâ �-îëîâà
èç íîðìàëüíîãî â ñâåðõïðîâîäÿùåå ñîñòîÿíèå, ôîðìè-
ðóåòñÿ â ðåçóëüòàòå ïðîòåêàíèÿ äâóõ êâàçèñòàöèîíàð-
íûõ äèñëîêàöèîííûõ ïðîöåññîâ: äèíàìè÷åñêîãî, îá-
óñëîâëåííîãî ïåðåõîäîì ÷àñòè äèñëîêàöèîííîãî ïîòîêà
â ðåæèì íàäáàðüåðíîãî äâèæåíèÿ; ôëóêòóàöèîííîãî,
ñìåíÿþùåãî äèíàìè÷åñêèé ðåæèì ïîñëå èñòîùåíèÿ â
ýòîì ïîòîêå áûñòðûõ äèñëîêàöèé. Ïåðâîìó èç íèõ
ïðåäøåñòâóåò ñóùåñòâåííî íåñòàöèîíàðíûé ðåëàêñà-
öèîííûé ïðîöåññ, â ðåçóëüòàòå êîòîðîãî ìåäëåííîå
ôëóêòóàöèîííîå äâèæåíèå äèñëîêàöèé â íîðìàëüíîì
ñîñòîÿíèè ñìåíÿåòñÿ áîëåå áûñòðûì äèíàìè÷åñêèì
èëè òàêæå ôëóêòóàöèîííûì äâèæåíèåì â ñâåðõïðîâî-
äÿùåì ñîñòîÿíèè. Óêàçàííûå ïðîöåññû ðåçêî îòëè÷à-
þòñÿ õàðàêòåðîì çàâèñèìîñòè äåôîðìàöèè ïîëçó÷åñ-
òè îò âðåìåíè �� S t( ), áëàãîäàðÿ ÷åìó íà êðèâûõ
ïîëçó÷åñòè ïîÿâëÿþòñÿ òèïè÷íûå äëÿ êàæäîãî èç íèõ
ó÷àñòêè — ñòàäèè. Ñïîñîá âûäåëåíèÿ òàêèõ ó÷àñòêîâ
îïèñàí â ïðåäûäóùåì ðàçäåëå. Èñïîëüçîâàâ åãî, ìû
èçó÷èëè «òîíêóþ ñòðóêòóðó» êðèâûõ ïîëçó÷åñòè,
èíèöèèðîâàííûõ NS-ïåðåõîäîì, è åå òðàíñôîðìàöèè
ïðè èçìåíåíèÿõ òåìïåðàòóðû.
3.1. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ïîëíîãî ïðèðîñòà
äåôîðìàöèè ��NS T( )
Íà ðèñ. 4 ïîêàçàíû òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè
àáñîëþòíûõ (à) è íîðìèðîâàííûõ (á) ïðèðîñòîâ äå-
ôîðìàöèè ��NS T( ), îòíåñåííûõ ê ôèêñèðîâàííîìó
çíà÷åíèþ ïîëíîé äåôîðìàöèè îáðàçöîâ � = 6%. Íîðìè-
ðîâàííûå çíà÷åíèÿ îïðåäåëÿëè êàê îòíîøåíèÿ àáñî-
ëþòíîé âåëè÷èíû ��NS T( ) ïðè äàííîé òåìïåðàòóðå ê
âåëè÷èíå ��NS ( )0 , ïîëó÷àåìîé ýêñòðàïîëÿöèåé êðèâîé
��NS T( ) íà òåìïåðàòóðó 0 Ê. Îáå çàâèñèìîñòè ïîä-
òâåðæäàþò ðàíåå óñòàíîâëåííóþ òåíäåíöèþ — ïëàâ-
íîå óâåëè÷åíèå ïîëíîãî ïðèðîñòà äåôîðìàöèè ïîëçó-
÷åñòè �� �NS T( ) ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû, íà÷èíàÿ
îò íóëåâîãî çíà÷åíèÿ ïðè T Tc è äî âûõîäà íà íàñû-
ùåíèå ïðè òåìïåðàòóðàõ T Tc� 0 5, . Àíàëîãè÷íûé òèï
òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè â íîðìèðîâàííûõ êîîðäè-
íàòàõ áûë ïîëó÷åí â ðàáîòå [17], ãäå èçó÷àëèñü ñêà÷êè
äåôîðìèðóþùåãî íàïðÿæåíèÿ ��NS T( ), èíèöèèðîâàí-
íûå NS-ïåðåõîäàìè, ïðè äåôîðìèðîâàíèè èäåíòè÷íûõ
ìîíîêðèñòàëëîâ �-îëîâà â àêòèâíîì ðåæèìå — ðàñòÿ-
æåíèåì ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ. Òî÷êè, îáîçíà÷åííûå
íà ðèñ. 4,á ñèìâîëîì «�», ïîëó÷åíû èç äàííûõ ðàáîòû
[17]. Îíè õîðîøî êîððåëèðóþò ñ íàøèìè ðåçóëüòàòà-
ìè, ïîäòâåðæäàÿ óíèâåðñàëüíûé, íå çàâèñÿùèé îò
ìåòîäà èçìåðåíèÿ, õàðàêòåð òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñ-
òè ýôôåêòà ïëàñòèôèêàöèè ìåòàëëà NS-ïåðåõîäîì. Ýòî
îáñòîÿòåëüñòâî áûëî îòìå÷åíî åùå íà ñàìîì ðàííåì
ýòàïå èññëåäîâàíèÿ äàííîãî ýôôåêòà [1]. Ïðè ýòîì èìå-
åò ìåñòî òàêæå êîððåëÿöèÿ ìåæäó òåìïåðàòóðíûìè çà-
âèñèìîñòÿìè ïàðàìåòðîâ ýôôåêòà ïëàñòèôèêàöèè è ïà-
ðàìåòðîâ ýëåêòðîííîãî ñïåêòðà ñâåðõïðîâîäíèêà, ÷òî
äàâàëî îñíîâàíèå ïðåäïîëàãàòü ñâÿçü ýòîãî ýôôåêòà ñ
ýëåêòðîííûì òîðìîæåíèåì äèñëîêàöèé è çíà÷èòåëüíûì
óìåíüøåíèåì ýëåêòðîííîé âÿçêîñòè ïðè NS-ïåðåõîäå.
3.2. Êîëè÷åñòâåííûå õàðàêòåðèñòèêè îòäåëüíûõ
ñòàäèé êðèâîé ïîëçó÷åñòè
 êà÷åñòâå õàðàêòåðèñòèê ðàçíûõ ñòàäèé êðèâîé
ïîëçó÷åñòè �� S t( ) ðàññìîòðèì ñëåäóþùèå âåëè÷èíû:
äîëè òðåõ îòäåëüíûõ ñòàäèé ��NS
t , ��NS
d , ��
NS
f
â
ïîëíîì ïðèðîñòå äåôîðìàöèè ��NS ; äëèòåëüíîñòü ïå-
ðåõîäíîé ñòàäèè �t t tr m NS
; ñêîðîñòè ïîëçó÷åñòè
�� d è �� f , îòâå÷àþùèå íà÷àëàì äèíàìè÷åñêîé è ôëóêòó-
àöèîííîé ñòàäèé; êîýôôèöèåíòû ëîãàðèôìè÷åñêîé
� f fC
1 è äèíàìè÷åñêîé C d ïîëçó÷åñòè.
642 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6
Â.Ä. Íàöèê, Â.Ï. Ñîëäàòîâ, Ã.È. Êèðè÷åíêî, Ë.Ã. Èâàí÷åíêî
0,2 0,4 0,6 0,8 1,00
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1 2 3 4
0
1
2
3
4
5
á
T/Tñ
Tñ
à
T, Ê
�
� N
S
�1
0
3
�
�
�
�
N
S
N
S
/
(0
)
Ðèñ. 4. Çàâèñèìîñòü îò òåìïåðàòóðû àáñîëþòíûõ (à) è
íîðìèðîâàííûõ (á) çíà÷åíèé ïîëíîãî ïðèðàùåíèÿ äåôîð-
ìàöèè ïîëçó÷åñòè ��NS , èíèöèèðîâàííîãî ñâåðõïðîâîäÿ-
ùèì ïåðåõîäîì: � — äàííûå ðàáîòû [17]. Ñïëîøíàÿ è
ïóíêòèðíûå êðèâûå íà ðèñ. 4,á ïîêàçûâàþò, ñîîòâåòñòâåí-
íî, çàâèñèìîñòü îò òåìïåðàòóðû ýíåðãåòè÷åñêîé ùåëè è
ïëîòíîñòè ñâåðõïðîâîäÿùèõ ýëåêòðîíîâ ïî òåîðèè ÁÊØ.
Íà ðèñ. 5 ïîêàçàíû òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè
àáñîëþòíûõ ïðèðîñòîâ äåôîðìàöèè íà ðàçíûõ ñòàäè-
ÿõ êðèâîé ïîëçó÷åñòè �� S t( ), à íà ðèñ. 6 ïðèâåäåíû
àíàëîãè÷íûå çàâèñèìîñòè îòíîñèòåëüíûõ âåëè÷èí.
Ïîñëåäíèå ïîëó÷àëèñü íîðìèðîâêîé àáñîëþòíûõ
ïðèðîñòîâ äåôîðìàöèè ïðè äàííîé òåìïåðàòóðå íà âå-
ëè÷èíó ïîëíîé äåôîðìàöèè ��NS ïðè òîé æå òåìïåðà-
òóðå. Ðèñóíîê 6 èëëþñòðèðóåò êîëè÷åñòâåííûé âêëàä
îòäåëüíûõ ñòàäèé â ïðîöåññ íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó-
÷åñòè, âîçíèêàþùåé â ðåçóëüòàòå NS-ïåðåõîäà.
Õàðàêòåð òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè äëèòåëüíîñ-
òè ïåðåõîäíîé ñòàäèè �t Tr( ) èëëþñòðèðóåò ðèñ. 7. Íà
ðèñ. 8 ïîêàçàíû òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ñêîðîñòåé
ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè � ( )� d T è � ( )� f T â íà÷àëüíûå
ìîìåíòû âòîðîé è òðåòüåé ñòàäèé ñîîòâåòñòâåííî.
È, íàêîíåö, íà ðèñ. 9 ïðèâåäåíû äàííûå î òåìïåðà-
òóðíîé çàâèñèìîñòè êîýôôèöèåíòà ëîãàðèôìè÷åñêîé
ïîëçó÷åñòè � f fC
1, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ îñíîâíîé õà-
ðàêòåðèñòèêîé ôëóêòóàöèîííîé ñòàäèè.
Ïðåäñòàâëåííûå ðèñóíêè ñîäåðæàò ïîëíóþ èíôîð-
ìàöèþ î âëèÿíèè òåìïåðàòóðû íà âñå ñòàäèè ðàçâèòèÿ
ïîëçó÷åñòè, èíèöèèðîâàííîé ñâåðõïðîâîäÿùèì ïåðå-
õîäîì, è ïîçâîëÿþò âûäåëèòü íàèáîëåå âàæíûå òåí-
äåíöèè ýòîãî âëèÿíèÿ, à èìåííî:
— ïðè T Tc âåëè÷èíà ��NS 0, à â îáëàñòè T Tc�
òåìïåðàòóðà âëèÿåò íà âñå ñòàäèè êðèâîé ïîëçó÷åñòè,
ýòî âëèÿíèå íàðàñòàåò ïî ìåðå åå ïîíèæåíèÿ è óäàëå-
íèÿ îò êðèòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû Tc è âûõîäèò íà íà-
ñûùåíèå ïðè T T Tc� � �0 0 6 2 3, , Ê;
— çíà÷åíèÿ âñåõ ïåðå÷èñëåííûõ âûøå ïàðàìåòðîâ
îòäåëüíûõ ñòàäèé êðèâûõ ïîëçó÷åñòè �� S t( ) èìåþò
ñóùåñòâåííûé ñòàòèñòè÷åñêèé ðàçáðîñ, êîòîðûé óâå-
ëè÷èâàåòñÿ ñ ïîíèæåíèåì òåìïåðàòóðû è ïîÿâëåíèåì
äèíàìè÷åñêîé ñòàäèè, ïîýòîìó íà ðèñ. 5–9 ÷åðåç ìàñ-
Äèíàìè÷åñêèå äèñëîêàöèîííûå ýôôåêòû â íèçêîòåìïåðàòóðíîé ïîëçó÷åñòè ìîíîêðèñòàëëîâ �-îëîâà
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6 643
1,0 2,0 3,0 4,0
0
1,0
2,0
3,0
1,0 2,0 3,0 4,0
0
0,8
1,6
2,4
1,0 2,0 3,0 4,00
0,5
1,0
1,5
T, Ê
0
T, Ê
T, Ê
à
á
â
�
�
�
N
S
1
0
3
t
�
�
�
N
S
1
0
3
d
�
�
�
N
S
1
0
3
f
Tñ
Tñ
Tñ
Ðèñ. 5. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü âêëàäà îòäåëüíûõ ñòà-
äèé â äåôîðìàöèþ ïîëçó÷åñòè ïîñëå NS-ïåðåõîäà.
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
0,1
0,2
0,3
0,4
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
0
0,2
0,4
0,6
0,8
T, Ê
�
�t N
S
N
S
/�
�
à
á
â
T, Ê
T, Ê
�
�d N
S
N
S
/�
�
�
�f N
S
N
S
/�
�
Ðèñ. 6. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü îòíîñèòåëüíîãî âêëà-
äà ðàçíûõ ñòàäèé â äåôîðìàöèþ ïîëçó÷åñòè, èíèöèèðî-
âàííóþ ñâåðõïðîâîäÿùèì ïåðåõîäîì.
ñèâ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ òî÷åê ïðîâåäåíû ñïëîøíûå
êðèâûå, õàðàêòåðèçóþùèå òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñ-
òè ñðåäíèõ çíà÷åíèé ýòèõ ïàðàìåòðîâ;
— áëèçîñòü òåìïåðàòóðû îáðàçöà ê Tc îïðåäåëÿåò
êîëè÷åñòâåííûå ïðîïîðöèè âêëàäà ðàçíûõ ñòàäèé â
ôîðìèðîâàíèå ïîëíîãî ïðèðàùåíèÿ äåôîðìàöèè
��NS , ñ ïîíèæåíèåì òåìïåðàòóðû âîçðàñòàåò äîëÿ äè-
íàìè÷åñêîé ñòàäèè, à ïðè åå ïîâûøåíèè äîìèíèðóþ-
ùåé ñòàíîâèòñÿ ôëóêòóàöèîííàÿ ñòàäèÿ;
— êðèâûå ïîëçó÷åñòè ��NS t( ) ïðèîáðåòàþò ÷åòêî
âûðàæåííûé òðåõñòàäèéíûé õàðàêòåð òîëüêî â îáëàñ-
òè òåìïåðàòóð T T� �01 3 2, Ê, ïðè T T Tc01 � � âûäå-
ëèòü äèíàìè÷åñêóþ ñòàäèþ ïðàêòè÷åñêè íåâîçìîæíî
è t tf m� ;
— äëèòåëüíîñòü ïåðåõîäíîé ñòàäèè �t Tr( ) íå çàâè-
ñèò îò òåìïåðàòóðû â îáëàñòè T T Tc� �0 0 6, (ñ òî÷íîñ-
òüþ äî ñòàòèñòè÷åñêîãî ðàçáðîñà òî÷åê íà ðèñ. 7), à
ïðè áîëåå âûñîêèõ çíà÷åíèÿõ òåìïåðàòóðû T Tc�
ñèëüíî âîçðàñòàåò;
— â òåìïåðàòóðíîé îáëàñòè T T� 01, ãäå íàáëþäàåò-
ñÿ äèíàìè÷åñêàÿ ñòàäèÿ, ñêîðîñòü äåôîðìàöèè â åå
íà÷àëå � ( )� d T ðåçêî âîçðàñòàåò ñ ïîíèæåíèåì òåìïåðà-
òóðû è â ñðåäíåì âûõîäèò íà íàñûùåíèå â îáëàñòè
T T Tc� �0 0 6, , íî èìååò áîëüøîé ñòàòèñòè÷åñêèé
ðàçáðîñ;
— ñêîðîñòü äåôîðìàöèè â íà÷àëå ôëóêòóàöèîííîé
ñòàäèè � ( )� f T òàêæå ðåçêî âîçðàñòàåò ïðè ïîíèæåíèè
òåìïåðàòóðû â èíòåðâàëå T T Tc0 � � è ïðèîáðåòàåò
áîëüøîé ñòàòèñòè÷åñêèé ðàçáðîñ ïðè T T� 0, ñîõðàíÿÿ
òåíäåíöèþ ê óâåëè÷åíèþ ïðè äàëüíåéøåì ïîíèæåíèè
òåìïåðàòóðû;
— õàðàêòåðíîé îñîáåííîñòüþ êîýôôèöèåíòà ëîãà-
ðèôìè÷åñêîé ïîëçó÷åñòè� f T( ) ÿâëÿåòñÿ åãî àòåðìè÷-
íîñòü ïðè T Tg� �13, Ê è ìîíîòîííîå âîçðàñòàíèå
ïðè áîëåå âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ.
Îòìåòèì åùå îäíî âàæíîå îáñòîÿòåëüñòâî: âêëàäû
îòäåëüíûõ ñòàäèé ��NS
t , ��NS
d , ��
NS
f
â ïîëíóþ âåëè-
÷èíó ïðèðàùåíèÿ äåôîðìàöèè ��NS â øèðîêîé îáëàñ-
òè èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû èìåþò ñîïîñòàâèìûå ïî
âåëè÷èíå çíà÷åíèÿ (ðèñ. 6), ïîýòîìó ôèçè÷åñêàÿ èí-
òåðïðåòàöèÿ êðèâûõ ïîëçó÷åñòè íåâîçìîæíà áåç âû-
äåëåíèÿ è àíàëèçà îòäåëüíûõ ñòàäèé.
4. Îáñóæäåíèå ðåçóëüòàòîâ
Ðàíåå, â ðàáîòàõ [6–9], íàìè áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî
íèçêîòåìïåðàòóðíîå ïëàñòè÷åñêîå òå÷åíèå ìîíîêðèñ-
òàëëîâ ÷èñòîãî �-îëîâà, îðèåíòèðîâàííûõ äëÿ ïðå-
èìóùåñòâåííîãî ñêîëüæåíèÿ ïî ñèñòåìå (100)<010>,
êîíòðîëèðóåòñÿ òóííåëüíûì (ïðè òåìïåðàòóðàõ ïî-
644 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6
Â.Ä. Íàöèê, Â.Ï. Ñîëäàòîâ, Ã.È. Êèðè÷åíêî, Ë.Ã. Èâàí÷åíêî
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
0
0,2
0,4
0,6
0,8
T, Ê
�
t
,
c
r
Ðèñ. 7. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ïðîäîëæèòåëüíîñòè
ïåðåõîäíîé ñòàäèè �t Tr( ).
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
0
2
4
6
8
10
12
14
T, Ê
à
á
Tñ
Tñ
�
�
f
1
0
3
,
c–
1
�
–
1
�
�
d
1
0
3
,
c
��
Ðèñ. 8. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ñêîðîñòè ïëàñòè÷åñ-
êîé äåôîðìàöèè, îòâå÷àþùåé íà÷àëó âòîðîé (à) è òðåòüåé
(á) ñòàäèé.
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
T, Ê
�
�
f
1
0
4
Ðèñ. 9. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòà ëîãà-
ðèôìè÷åñêîé ïîëçó÷åñòè � f T( ).
ðÿäêà è íèæå 1 Ê) èëè òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàííûì
(ïðè áîëåå âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ) äâèæåíèåì äèñëî-
êàöèé ÷åðåç áàðüåðû Ïàéåðëñà. Íèæå òåìïåðàòóðû
ñâåðõïðîâîäÿùåãî ïåðåõîäà T Tc� 3 7, Ê â îòäåëüíûõ
ñëó÷àÿõ âîçìîæíî òàêæå íàáëþäàòü äèíàìè÷åñêóþ
ïëàñòè÷íîñòü, îáóñëîâëåííóþ íàäáàðüåðíûì äâèæå-
íèåì íåáîëüøîãî ÷èñëà äèñëîêàöèîííûõ ñåãìåíòîâ
ïðè ðåçêîì óìåíüøåíèè ýëåêòðîííîãî òðåíèÿ â ðå-
çóëüòàòå ñâåðõïðîâîäÿùåãî ïåðåõîäà. Äåòàëüíîå òåî-
ðåòè÷åñêîå îïèñàíèå êèíåòèêè ïëàñòè÷åñêîãî òå÷åíèÿ
â óñëîâèÿõ àêòèâíîé äåôîðìàöèè ñ ïîñòîÿííîé ñêî-
ðîñòüþ ñ ó÷åòîì êâàíòîâîãî è òåïëîâîãî äâèæåíèÿ
äèñëîêàöèîííûõ ñòðóí, à òàêæå äåéñòâèÿ íà íèõ ñèëû
ýëåêòðîííîãî òðåíèÿ áûëî ïðîâåäåíî â ðàáîòå [12]. Â
ýòîé æå ðàáîòå âûïîëíåíî âñåñòîðîííåå ýêñïåðèìåí-
òàëüíîå èññëåäîâàíèå çàêîíîìåðíîñòåé àêòèâíîé
äåôîðìàöèè �-îëîâà ïî ñèñòåìå ñêîëüæåíèÿ (100) â èí-
òåðâàëå òåìïåðàòóð 0,5–4,2 Ê è ïîëó÷åíû ýìïèðè÷åñ-
êèå îöåíêè äëÿ ðÿäà ôåíîìåíîëîãè÷åêèõ ïàðàìåòðîâ
òåîðèè, êîòîðûå íèæå áóäóò èñïîëüçîâàíû ïðè èíòåð-
ïðåòàöèè ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðåçóëüòàòîâ, ïåðå÷èñ-
ëåííûõ â ïðåäûäóùåì ðàçäåëå äàííîé ðàáîòû:
�P � �12 10 7, Ïà, H c �
2 10 20 Äæ, �0
115 10 � ñ
–1
,
BN �
2 10 5 Ïà�ñ, �P � 3 3, Ê, �BN � 0 4, Ê, (3)
a = 3,2�10
–10
ì, b = 5,8�10
–10
ì, ct = 2�10
3
ì/c.
Ïðèâåäåííîå çäåñü çíà÷åíèå ñêîðîñòè ïîïåðå÷íûõ
çâóêîâûõ âîëí ct ïîëó÷åíî íà îñíîâå ñïðàâî÷íûõ äàí-
íûõ [18].
Àíàëîãè÷íîå òåîðåòè÷åñêîå îïèñàíèå ïðîöåññà íå-
ñòàöèîíàðíîé çàòóõàþùåé ïîëçó÷åñòè è äèñëîêàöè-
îííàÿ èíòåðïðåòàöèÿ åå ñòàäèé ïðåäëîæåíû â ðàáîòå
[7]. Äëÿ èíòåðïðåòàöèè îïèñàííûõ â ðàçä. 3 íîâûõ
ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðåçóëüòàòîâ, ïîëó÷åííûõ ïðè áî-
ëåå äåòàëüíîì èçó÷åíèè âëèÿíèÿ òåìïåðàòóðû íà íå-
ñòàöèîíàðíóþ ïîëçó÷åñòü �-îëîâà ïîñëå NS-ïåðåõîäà,
âîçíèêëà íåîáõîäèìîñòü â äàëüíåéøåì ðàçâèòèè è
óòî÷íåíèÿõ òåîðèè. Ñîîòâåòñòâóþùèé òåîðåòè÷åñêèé
àíàëèç âûïîëíåí îäíèì èç ñîàâòîðîâ íàñòîÿùåé
ñòàòüè, à åãî ðåçóëüòàòû èçëîæåíû â Ïðèëîæåíèè.
Ïðîâåäåì ñðàâíåíèå ðåçóëüòàòîâ òåîðèè ñ ýêñïåðè-
ìåíòàëüíûìè äàííûìè, îïèñàííûìè â ðàçä. 3.
4.1. Ïîðîãîâàÿ òåìïåðàòóðà T0
 íàñòîÿùåé ðàáîòå âïåðâûå ïðîâåäåíî äåòàëüíîå
ýêñïåðèìåíòàëüíîå èññëåäîâàíèå âëèÿíèÿ òåìïåðàòó-
ðû íà âñå òðè ñòàäèè íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè,
èíèöèèðîâàííîé NS-ïåðåõîäîì (ðèñ. 5–9). Ïåðâàÿ
îñíîâíàÿ îñîáåííîñòü ïîêàçàííûõ íà ýòèõ ðèñóíêàõ
çàâèñèìîñòåé — áîëüøîé ñòàòèñòè÷åñêèé ðàçáðîñ
ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ. Ýòó îñîáåííîñòü åñòå-
ñòâåííî èíòåðïðåòèðîâàòü êàê ñëåäñòâèå âûñîêîé
÷óâñòâèòåëüíîñòè îòäåëüíûõ êðèâûõ ïîëçó÷åñòè ê ñëó-
÷àéíûì äåòàëÿì ñòðóêòóðíîãî ñîñòîÿíèÿ îáðàçöîâ.
Âòîðàÿ îñîáåííîñòü, âûÿâëåííàÿ â ðåçóëüòàòå òàêî-
ãî èññëåäîâàíèÿ, — íàëè÷èå ïîðîãîâîé òåìïåðàòóðû
T0, íèæå êîòîðîé õàðàêòåðèñòèêè âñåõ ñòàäèé îò òåì-
ïåðàòóðû â ñðåäíåì íå çàâèñÿò, õîòÿ ïðè ýòîì èìååò
ìåñòî áîëüøîé ñòàòèñòè÷åñêèé ðàçáðîñ èõ çíà÷åíèé
(ñì. ðèñ. 5,7,8). Òåîðåòè÷åñêèé àíàëèç, âûïîëíåííûé â
Ïðèëîæåíèè, ïîçâîëÿåò ñâÿçàòü äàííóþ îñîáåííîñòü ñ
ïðîÿâëåíèåì äèíàìè÷åñêèõ ñâîéñòâ äèñëîêàöèé.
Êèíåòèêà ïîëçó÷åñòè íà ïðîòÿæåíèè äèíàìè÷åñ-
êîé ñòàäèè îïðåäåëÿåòñÿ íàäáàðüåðíûì äâèæåíèåì
íåáîëüøîãî ÷èñëà äèñëîêàöèîííûõ ñåãìåíòîâ ìàêðîñ-
êîïè÷åñêîé äëèíû, à â ïðîöåññàõ ôëóêòóàöèîííîãî äâè-
æåíèÿ äèñëîêàöèîííûõ ñòðóí ÷åðåç áàðüåðû Ïàéåðëñà
çíà÷èòåëüíóþ ðîëü èãðàåò äèíàìè÷åñêîå äâèæåíèå êèí-
êîâ. Â óñëîâèÿõ îáñóæäàåìîãî çäåñü ýêñïåðèìåíòà êàê
äâèæåíèå ñåãìåíòîâ, òàê è äâèæåíèå êèíêîâ ïðîèñõîäèò
ïîä äåéñòâèåì ýôôåêòèâíîãî íàïðÿæåíèÿ � �0
� � P , à
òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ñêîðîñòè òàêîãî äâèæåíèÿ â
ñâåðõïðîâîäÿùåì ñîñòîÿíèè V T TdS kS( ) ( )� v îïèñûâà-
åòñÿ ôîðìóëàìè (Ï.9–Ï.11). Ðåçêîå óìåíüøåíèå êîýô-
ôèöèåíòà ýëåêòðîííîãî òîðìîæåíèÿ äèñëîêàöèè B TS ( )
ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî íèæå
íåêîòîðîé òåìïåðàòóðû T0 ñêîðîñòü äèñëîêàöèîííîé
ñòðóíû ïðèáëèæàåòñÿ ê ñêîðîñòè çâóêà è äàëüíåéøèé åå
ðîñò îãðàíè÷èâàåòñÿ ðåçêèì óâåëè÷åíèåì ðàäèàöèîí-
íûõ ïîòåðü. Âåëè÷èíà òåìïåðàòóðû T0 îïðåäåëÿåòñÿ
óðàâíåíèåì (Ï.9), à ãðàôèê ôóíêöèè F TS ( ) äëÿ �-îëîâà
ïîêàçàí íà ðèñ. 10. Ïîäñòàíîâêà â ïðàâóþ ÷àñòü óðàâ-
íåíèÿ (Ï.9) çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ (3) ïðèâîäèò ê óðàâ-
íåíèþ F TS ( )0 7� , è åãî ãðàôè÷åñêîå ðåøåíèå äàåò
âåëè÷èíó T0 2 3� , Ê, êîòîðàÿ äîñòàòî÷íî õîðîøî ñîãëà-
ñóåòñÿ ñ ðåçóëüòàòàìè ýêñïåðèìåíòà.
Î ò ì å ò è ì ò à ê æ å , ÷ ò î â á ë è ç è Tc ð à ç í î ñ ò ü
B B T B F TN S N S
( ) [ ( )]1 1 èìååò ìàëóþ âåëè÷èíó è
îáðàùàåòñÿ â íóëü ïðè T Tc . Ýòèì îáúÿñíÿåòñÿ åùå
îäíà îñîáåííîñòü (õîðîøî âèäíàÿ íà ðèñ. 4,5,8) —
Äèíàìè÷åñêèå äèñëîêàöèîííûå ýôôåêòû â íèçêîòåìïåðàòóðíîé ïîëçó÷åñòè ìîíîêðèñòàëëîâ �-îëîâà
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6 645
2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
0
5
10
15
7
T0
T, Ê
F
(T
) c Vt n
–1
F (T) = 1/2[1 + exp( (T)/kT)]S �
Ðèñ. 10. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ôóíêöèè F TS ( ) è ãðà-
ôè÷åñêîå îïðåäåëåíèå òåìïåðàòóðû T0.
îñëàáëåíèå è èñ÷åçíîâåíèå ïðè T Tc� âëèÿíèÿ íà
ïîëçó÷åñòü ìåòàëëà âêëþ÷åíèé è âûêëþ÷åíèé ìàã-
íèòíîãî ïîëÿ, êîòîðîå èñïîëüçîâàëîñü â ýêñïåðèìåí-
òå äëÿ ðàçðóøåíèÿ è âîññòàíîâëåíèÿ ñâåðõïðîâîäè-
ìîñòè (ñì. ôîðìóëó (Ï.25)).
4.2. Ïåðåõîäíàÿ ñòàäèÿ
Ïåðåâîä îáðàçöà èç íîðìàëüíîãî â ñâåðõïðîâîäÿ-
ùåå ñîñòîÿíèå â ïðîöåññå ïîëçó÷åñòè ñîïðîâîæäàåòñÿ
áûñòðûì óâåëè÷åíèåì ñêîðîñòè ïîëçó÷åñòè îò ñòàðòî-
âîãî çíà÷åíèÿ ��st äî íåêîòîðîãî ìàêñèìàëüíîãî çíà÷å-
íèÿ � � ( )� �m S mt (ñì. ðèñ. 1 è 3), ïîñëå ÷åãî äåôîðìàöèÿ
ïîëçó÷åñòè ïðèîáðåòàåò ñòàíäàðòíûé õàðàêòåð çàòóõà-
þùåãî ïðîöåññà. Â ðàìêàõ ïðåäëîæåííîé â Ïðèëîæå-
íèè äèñëîêàöèîííîé ìîäåëè ïîëçó÷åñòè äëèòåëüíîñòü
ïåðåõîäíîé ñòàäèè (âðåìÿ çàäåðæêè) �t t tr m NS
åñòåñòâåííî èíòåðïðåòèðîâàòü êàê âðåìÿ ðåëàêñàöèè
äèñëîêàöèîííîãî ïîòîêà, òå÷åíèå êîòîðîãî íàðóøåíî
ðåçêèì óìåíüøåíèåì êîýôôèöèåíòà ýëåêòðîííîãî òîð-
ìîæåíèÿ îò çíà÷åíèÿ BN äî çíà÷åíèéB TS ( )
B F TN S
1( ). Â îáëàñòè òåìïåðàòóð T T� 0 ïîäàâëÿþ-
ùàÿ ÷àñòü äèñëîêàöèé ñîõðàíÿåò ôëóêòóàöèîííûé õà-
ðàêòåð äâèæåíèÿ ñ áîëåå âûñîêèìè çíà÷åíèÿìè
ñêîðîñòè V T B V T Bf S f N( , , ) ( , , )� � �0
� �� , è õàðàêòåðíîå
âðåìÿ ðåëàêñàöèè äèñëîêàöèîííîãî ïîòîêà ìîæíî
îöåíèòü êàê �t LV T Br f S�
�1( , , )� � , à â êà÷åñòâå äëèíû
«ñâîáîäíîãî ïðîáåãà» L ðàññìàòðèâàòü ñðåäíåå ðàñ-
ñòîÿíèå ìåæäó äèñëîêàöèÿìè L f
� 1 2/ . Ýòè ñîîáðàæå-
íèÿ ïðèâîäÿò ê ñîîòíîøåíèþ (Ï.13) ìåæäó âðåìåíåì
çàäåðæêè �t r , ñêîðîñòüþ äåôîðìàöèè â íà÷àëå ôëóê-
òóàöèîííîé ñòàäèè � � ( )� �f S ft è ïëîòíîñòüþ äèñëî-
êàöèé � f , ñïðàâåäëèâîñòü êîòîðîãî ìîæíî ïðîâåðèòü,
èñïîëüçóÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû íàñòîÿùåé
ðàáîòû è [12].
Ñîïîñòàâëÿÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå, ïîêàçàí-
íûå íà ðèñ. 7 è 8,á, ìîæíî óáåäèòüñÿ, ÷òî ïðè âñåõ çíà÷å-
íèÿõ òåìïåðàòóðû T T� 0 íà ôîíå äîâîëüíî áîëüøîãî
ñòàòèñòè÷åñêîãî ðàçáðîñà â ñðåäíåì âûïîëíÿåòñÿ ñîîò-
íîøåíèå �t r f�� � �
2 10 4 . Ñîãëàñíî (Ï.13), ýòîé îöåíêå
ñîîòâåòñòâóåò ïëîòíîñòü äèñëîêàöèé � f �1011 ì
–2
. Ñ
äðóãîé ñòîðîíû, íåçàâèñèìóþ ýìïèðè÷åñêóþ îöåíêó
äëÿ � f ìîæíî ïîëó÷èòü ñ ïîìîùüþ ñîîòíîøåíèÿ
(Ï.14), åñëè èñïîëüçîâàòü ðåçóëüòàòû ðàáîòû [12], â
êîòîðîé ïëàñòè÷åñêîå òå÷åíèå �-îëîâà â ýòîì æå òåì-
ïåðàòóðíîì èíòåðâàëå èçó÷åíî ìåòîäîì àêòèâíîé äå-
ôîðìàöèè ñ çàäàííîé ñêîðîñòüþ � �� � � �
6 10 5 1c st .
Ýòîé ñêîðîñòè ñîîòâåòñòâóåò çíà÷åíèå À = 19 è çíà÷å-
íèÿ äðóãèõ ïàðàìåòðîâ (3): èõ ïîäñòàíîâêà â (Ï.14)
äàåò äëÿ � f òîò æå ïîðÿäîê âåëè÷èíû.
Òàêîå ñîâïàäåíèå ÿâëÿåòñÿ äîñòàòî÷íî óáåäèòåëü-
íûì ñâèäåòåëüñòâîì êîððåêòíîñòè ôèçè÷åñêîé èíòåð-
ïðåòàöèè ïåðåõîäíîé ñòàäèè, ïðåäëîæåííîé â Ïðèëî-
æåíèè. Ñëåäîâàòåëüíî, ýêñïåðèìåíòàëüíîå èçó÷åíèå
ýòîé ñòàäèè íà êðèâîé ïîëçó÷åñòè ïîçâîëÿåò îöåíèòü
õàðàêòåðíûå çíà÷åíèÿ ïëîòíîñòè � f è äëèíû «ñâîáîä-
íîãî ïðîáåãà» L â äèñëîêàöèîííîì ïîòîêå. Â óñëîâèÿõ
âûïîëíåííîãî â íàñòîÿùåé ðàáîòå ýêñïåðèìåíòà èìååì:
� f �1011ì
–2
, L f� � �
� 1 2 63 10/ ì. (4)
4.3. Ýêñïîíåíöèàëüíàÿ (äèíàìè÷åñêàÿ) ñòàäèÿ
Äèñëîêàöèîííàÿ ìîäåëü ýòîé ñòàäèè, êðèòåðèè ïî-
ÿâëåíèÿ è êèíåòèêà ïîëçó÷åñòè â åå ïðåäåëàõ äåòàëü-
íî îïèñàíû â Ïðèëîæåíèè. Â ðåçóëüòàòå ðåçêîãî
óìåíüøåíèÿ êîýôôèöèåíòà ýëåêòðîííîãî òðåíèÿ ïî-
ñëå NS-ïåðåõîäà ÷àñòü äèñëîêàöèé ïåðåõîäèò â ñîñòî-
ÿíèå äèíàìè÷åñêîãî äâèæåíèÿ ñ î÷åíü áîëüøèìè ñêî-
ðîñòÿìè V V cN dS t� � . Äëÿ �-îëîâà ïîäñòàíîâêà
çíà÷åíèé ïàðàìåòðîâ (3) â ôîðìóëó (Ï.11) ïðèâîäèò ê
îöåíêå VN � �3 10 2 ì/ñ. Íà ïðîòÿæåíèè ïåðåõîäíîé
ñòàäèè äèñëîêàöèîííûé ïîòîê ïðèîáðåòàåò ïðåèìó-
ùåñòâåííî äèíàìè÷åñêèé õàðàêòåð è ïðè t t d� êèíå-
òèêà ïîëçó÷åñòè îïèñûâàåòñÿ óðàâíåíèåì (Ï.17) è åãî
ðåøåíèåì (Ï.18). Òåîðèÿ äèíàìè÷åñêîé ñòàäèè ñîäåð-
æèò äâà ôåíîìåíîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåòðà: �d0 — íà-
÷àëüíàÿ ïëîòíîñòü äèñëîêàöèé â äèíàìè÷åñêîì ïîòî-
êå; q — êîýôôèöèåíò èñòîùåíèÿ äèíàìè÷åñêîãî
ïîòîêà. Ýòè ïàðàìåòðû íåïîñðåäñòâåííî ñâÿçàíû ñ èç-
ìåðÿåìûìè â ýêñïåðèìåíòå õàðàêòåðèñòèêàìè ñòàäèè:
çíà÷åíèÿìè ñêîðîñòè äåôîðìàöèè â åå íà÷àëå
� � ( )� �d S dt è êîýôôèöèåíòîì C d â óðàâíåíèè (Ï.17),
êîòîðîå ñîâïàäàåò ñ óðàâíåíèåì (1). Âûÿâëåíèå íà êðè-
âûõ ïîëçó÷åñòè äèíàìè÷åñêîé ñòàäèè è åå àíàëèç ïî-
çâîëÿåò íàéòè çíà÷åíèÿ õàðàêòåðèñòèê ýòîé ñòàäèè, êî-
òîðûå ïðèâåäåíû íà ðèñ. 5,á, 6,á è 8,à, à òàêæå â òàáë. 1.
Îòìåòèì, ÷òî â îáëàñòè òåìïåðàòóð T T� 0 äèíàìè-
÷åñêîå äâèæåíèå äèñëîêàöèé ïðîèñõîäèò ñ îêîëîçâóêî-
âûìè ñêîðîñòÿìè è âåëè÷èíà �d0 îïðåäåëÿåòñÿ ñîîòíî-
øåíèåì �� �d t dbc 0, òîãäà êàê ïðè T T� 0 ñëåäóåò
ïîëüçîâàòüñÿ ñîîòíîøåíèåì � ( )� �d N S dbV F T 0.
Òàáëèöà 1. Ïàðàìåòðû äèíàìè÷åñêîé ñòàäèè: ��d è Cd, ïîëó-
÷åííûå èç ðåçóëüòàòîâ ýêñïåðèìåíòà; q è�d0, âû÷èñëåííûå ñî-
ãëàñíî ñîîòíîøåíèþ (Ï.17)
Ò, Ê ��d �103, c–1 Cd, c–1 q�10–3 �d0�10–4, ì–2
0,5 10,3 3,5 0,3 9,2
0,8 10 3,2 0,3 9
1,2 4,6 2,8 0,7 4,1
1,4 4,5 1,5 0,3 4,1
1,8 9 6,5 1 8,1
2,1 9,8 7,4 0,8 8,8
2,4 7,5 7 0,9 6.4
2,8 1,3 1,2 0,9 2
646 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6
Â.Ä. Íàöèê, Â.Ï. Ñîëäàòîâ, Ã.È. Êèðè÷åíêî, Ë.Ã. Èâàí÷åíêî
Òàêèì îáðàçîì, èçó÷åíèå äèíàìè÷åñêîé ñòàäèè
ïîëçó÷åñòè, êîòîðàÿ âîçíèêàåò ïîñëå NS-ïåðåõîäà,
ïðèâîäèò ê ñëåäóþùèì âûâîäàì:
— â îáëàñòè T T� 0, ãäå äèíàìè÷åñêèå ñâîéñòâà
äèñëîêàöèé îêàçûâàþò íàèáîëåå ñóùåñòâåííîå âëèÿ-
íèå íà êèíåòèêó ïîëçó÷åñòè, ïàðàìåòðû �d0 è q èìå-
þò áîëüøîé ñòàòèñòè÷åñêèé ðàçáðîñ ñ õàðàêòåðíûìè
ñðåäíèìè çíà÷åíèÿìè:
�d0
47 10� � ì
–2
, q � �6 10 2, T T� 0; (5)
— ïðè áîëåå âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ T T T0 01� � ïà-
ðàìåòð �d0 óáûâàåò ñ ðîñòîì òåìïåðàòóðû äî íóëÿ;
— õàðàêòåðíàÿ âåëè÷èíà ïëîòíîñòè äèíàìè÷åñêèõ
äèñëîêàöèé (5) íà ìíîãî ïîðÿäêîâ ìåíüøå ïëîòíîñòè
äèñëîêàöèé â ôëóêòóàöèîííîì ïîòîêå (4);
— ïîÿâëåíèå îòíîñèòåëüíî íåáîëüøîãî ÷èñëà äè-
íàìè÷åñêèõ äèñëîêàöèé ïðîèñõîäèò â óñëîâèÿõ
� �� � P è ñóùåñòâåííî íåîäíîðîäíîãî è ñëó÷àéíîãî
ðàñïðåäåëåíèÿ â îáúåìå îáðàçöà çíà÷åíèé � i è �� , ÷òî
îáúÿñíÿåò áîëüøîé ñòàòèñòè÷åñêèé ðàçáðîñ õàðàêòå-
ðèñòèê äèíàìè÷åñêîé ñòàäèè.
4.4. Ëîãàðèôìè÷åñêàÿ (ôëóêòóàöèîííàÿ) ñòàäèÿ
Çàâåðøåíèå äèíàìè÷åñêîé ñòàäèè íåñòàöèîíàðíîé
ïîëçó÷åñòè, ñòèìóëèðîâàííîé NS-ïåðåõîäîì, îá-
óñëîâëåíî èñòîùåíèåì áûñòðûõ äèñëîêàöèé. Ïîñëå
ýòîãî îñíîâíóþ ðîëü â äèñëîêàöèîííîì ïîòîêå ñíîâà
íà÷èíàþò èãðàòü äèñëîêàöèè, êîòîðûå ïðåîäîëåâàþò
áàðüåðû Ïàéåðëñà áëàãîäàðÿ òóííåëüíîìó èëè òåðìè-
÷åñêè àêòèâèðîâàííîìó îáðàçîâàíèþ íà íèõ ïàðíûõ
êèíêîâ. Òðåòüÿ ñòàäèÿ ïîëçó÷åñòè íà÷èíàåòñÿ ñ íåêî-
òîðîé íà÷àëüíîé ñêîðîñòè � ( )� f T (ðèñ. 3); òåìïåðàòóð-
íàÿ çàâèñèìîñòü ýòîé âåëè÷èíû, çàðåãèñòðèðîâàííàÿ
â ýêñïåðèìåíòàõ, ïîêàçàíà íà ðèñ. 8,á. Çàòóõàíèå ñêî-
ðîñòè ïîëçó÷åñòè � ( )� S t ñ òå÷åíèåì âðåìåíè ïðè t t f�
îáóñëîâëåíî ÿâëåíèåì äåôîðìàöèîííîãî óïðî÷íåíèÿ.
 ðàìêàõ äèñëîêàöèîííîé ìîäåëè ïîëçó÷åñòè, îïè-
ñàííîé â Ïðèëîæåíèè, äåôîðìàöèîííîå óïðî÷íåíèå
ïðèâîäèò ê óìåíüøåíèþ ýôôåêòèâíîãî íàïðÿæåíèÿ
�� è óâåëè÷åíèþ ñèëîâîãî ïàðàìåòðà � � ïðîïîðöèî-
íàëüíî ïðèðàùåíèþ äåôîðìàöèè �� S ñ íåêîòîðûì êî-
ýôôèöèåíòîì óïðî÷íåíèÿ �S (ñì. ôîðìóëû (Ï.19) è
(Ï.20)). Îòìåòèì, ÷òî êîýôôèöèåíò óïðî÷íåíèÿ �S
ÿâëÿåòñÿ ôåíîìåíîëîãè÷åñêèì ïàðàìåòðîì òåîðèè è
ïîäëåæèò îïðåäåëåíèþ íà îñíîâå ýêñïåðèìåíòàëü-
íûõ äàííûõ.
Ôëóêòóàöèîííàÿ ïîëçó÷åñòü ðàçâèâàåòñÿ ñ òå÷åíè-
åì âðåìåíè ïðè t t f� ïî ëîãàðèôìè÷åñêîìó çàêîíó
(Ï.22), è íàèáîëåå èíôîðìàòèâíîé õàðàêòåðèñòèêîé
ýòîé ñòàäèè ÿâëÿåòñÿ êîýôôèöèåíò � f T( ), åãî òåìïå-
ðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü, ïîëó÷åííàÿ ïðè àíàëèçå êðè-
âûõ ïîëçó÷åñòè, ïîêàçàíà íà ðèñ. 9.
Íàèáîëåå ñóùåñòâåííàÿ îñîáåííîñòü çàâèñèìîñ-
òåé � ( )� f T è � f T( ), êîòîðàÿ âèäíà íà ðèñ. 8,á è 9 ñ òî÷-
íîñòüþ äî ñòàòèñòè÷åñêîãî ðàçáðîñà ýêñïåðèìåíòàëü-
íûõ äàííûõ, — àòåðìè÷åñêèé õàðàêòåð ýòèõ âåëè÷èí
ïðè äîñòàòî÷íî íèçêèõ çíà÷åíèÿõ òåìïåðàòóðû ïîðÿä-
êà è íèæå 1 Ê. Â ðàìêàõ îïèñàííîé â Ïðèëîæåíèè äèñ-
ëîêàöèîííîé ìîäåëè ïîëçó÷åñòè ýòà îñîáåííîñòü îá-
óñëîâëåíà äâóìÿ ôàêòîðàìè:
— ïðåèìóùåñòâåííûì âëèÿíèåì êâàíòîâîãî òóí-
íåëèðîâàíèÿ íà ïðîöåññ îáðàçîâàíèÿ ïàðíûõ êèíêîâ
íà äèñëîêàöèîííûõ ñòðóíàõ â ðåëüåôå Ïàéåðëñà íèæå
íåêîòîðîé ãðàíè÷íîé òåìïåðàòóðû Tg ;
— îòñóòñòâèåì òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè ñêî-
ðîñòè îòäåëüíûõ êèíêîâ v k tc� íèæå ïîðîãîâîé òåì-
ïåðàòóðû T0.
Áëàãîäàðÿ óêàçàííûì ôàêòîðàì ïðè T Tg� , T0 âëè-
ÿíèå òåìïåðàòóðû íà ñêîðîñòü ôëóêòóàöèîííîãî äâè-
æåíèÿ äèñëîêàöèîííîé ñòðóíû â ðåëüåôå Ïàéåðëñà
(Ï.2) çíà÷èòåëüíî îñëàáëåíî èëè âîâñå îòñóòñòâóåò, à
êèíåòèêà äèñëîêàöèîííîé ïîëçó÷åñòè ïðèîáðåòàåò
àòåðìè÷åñêèé õàðàêòåð. Îöåíêó âåëè÷èíû ïîðîãîâîé
òåìïåðàòóðû T0 2 3� , Ê ìû ïîëó÷èëè â ðàçä. 4.1. Íå-
ñêîëüêî ñëîæíåå ïîëó÷èòü îöåíêó äëÿ ãðàíè÷íîé òåì-
ïåðàòóðû Tg P � ��
1 4/ , òàê êàê åå âåëè÷èíà çàâèñèò îò
òîãî, êàêóþ âåëè÷èíó èìååò ñèëîâîé ïàðàìåòð � �
â óñëîâèÿõ êîíêðåòíîãî ýêñïåðèìåíòà, â êîòîðîì ðå-
ãèñòðèðóþòñÿ êðèâûå ïîëçó÷åñòè.
Âûøå áûëî ïîêàçàíî, ÷òî êðàòêîâðåìåííàÿ äèíà-
ìè÷åñêàÿ ñòàäèÿ ïîëçó÷åñòè ïîñëå NS-ïåðåõîäà îáåñ-
ïå÷èâàåòñÿ âûñîêîñêîðîñòíûì äâèæåíèåì ñðàâíè-
òåëüíî íåáîëüøîãî êîëè÷åñòâà äèñëîêàöèé � �d f0 �� .
Ýòî äàåò îñíîâàíèå ñ÷èòàòü, ÷òî â ïåðâîì ïðèáëèæå-
íèè ýòà ñòàäèÿ íå ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ âíóòðåííèõ
íàïðÿæåíèé â îáðàçöå è çíà÷åíèå ýôôåêòèâíîãî íà-
ïðÿæåíèÿ �� â ìîìåíò t t f íà÷àëà ôëóêòóàöèîííîé
ñò àäèè ïðèìåðíî ñîâïàäàåò ñ åãî çíà÷åíèåì
� ��
� � ( )t NS â ìîìåíò ñâåðõïðîâîäÿùåãî ïåðåõîäà.
Ñîîòâåòñòâóþùåå çíà÷åíèå ñèëîâîãî ïàðàìåòðà � �0
îïðåäåëÿåòñÿ ôîðìóëàìè (Ï.7), â êîòîðûõ âåëè÷èíà
ïàðàìåòðà À = 19 ñîîòâåòñòâóåò ñêîðîñòè ïîëçó÷åñòè
� �� �� � �
st c5 10 5 1. Èñïîëüçóÿ çíà÷åíèÿ (3) äëÿ äðóãèõ
ïàðàìåòðîâ, â ýòîì ïðèáëèæåíèè ïîëó÷àåì:
� �0
27 10� �
, Tg P �� ��0
1 4 16/ , Ê. (6)
Ýòî çíà÷åíèå Tg íåñêîëüêî âûøå, ÷åì ãðàíè÷íàÿ òåì-
ïåðàòóðà 1,3 Ê, íèæå êîòîðîé êîýôôèöèåíò � f íà
ðèñ. 9 ïðèîáðåòàåò àòåðìè÷åñêèé õàðàêòåð. Ìîæíî
òàêæå óáåäèòüñÿ, ÷òî òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü
� f T( ), ñîãëàñíî ôîðìóëàì (Ï.24), áîëåå ñëàáàÿ, ÷åì
ïîêàçûâàåò ýêñïåðèìåíò (òî÷êè íà ðèñ. 9), åñëè ïðåä-
ïîëàãàòü àòåðìè÷íîñòü êîýôôèöèåíòà óïðî÷íåíèÿ �S .
Äëÿ êîëè÷åñòâåííîãî ñîãëàñîâàíèÿ ôîðìóë (Ï.24) ñ
ýêñïåðèìåíòàëüíûìè äàííûìè ïðè T < 1 Ê íåîáõîäè-
ìî èñïîëüçîâàòü çíà÷åíèå
�S gT T( ) ,�� � �2 5 10 8 Ïà. (7)
Äèíàìè÷åñêèå äèñëîêàöèîííûå ýôôåêòû â íèçêîòåìïåðàòóðíîé ïîëçó÷åñòè ìîíîêðèñòàëëîâ �-îëîâà
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6 647
 îáëàñòè áîëåå âûñîêèõ òåìïåðàòóð òàêîå ñîãëàñîâà-
íèå âîçìîæíî, åñëè ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ñ ðîñòîì òåì-
ïåðàòóðû êîýôôèöèåíò óïðî÷íåíèÿ óáûâàåò (ðèñ. 11).
Èñïîëüçîâàíèå ïðèâåäåííîé íà ðèñ. 11 çàâèñèìîñòè
�S T( ) â ôîðìóëàõ (Ï.24) äàåò ñðåäíþþ ïî ìàññèâó
ýêñïåðèìåíòàëüíûõ òî÷åê çàâèñèìîñòü � f T( ), ïîêà-
çàííóþ íà ðèñ. 9 ñïëîøíîé ëèíèåé.
5. Çàêëþ÷åíèå
Îñíîâíîé ðåçóëüòàò âûïîëíåííûõ â íàñòîÿùåé ðàáî-
òå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ è òåîðåòè÷åñêèõ (Ïðèëîæåíèå)
èññëåäîâàíèé — âûÿâëåíèå ñóùåñòâåííîãî âëèÿíèÿ äè-
íàìè÷åñêèõ äèñëîêàöèîííûõ ïðîöåññîâ íà êèíåòèêó
íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè ìåòàëëè÷åñêîãî ñâåðõïðî-
âîäíèêà ïðè òåìïåðàòóðàõ ïîðÿäêà è íèæå 1 Ê.
 ýêñïåðèìåíòàõ èçó÷àëèñü ìîíîêðèñòàëëû �-îëî-
âà, îðèåíòèðîâàííûå äëÿ ïëàñòè÷åñêîãî ñêîëüæåíèÿ
ïî ñèñòåìå (100)<010>. Íèæå êðèòè÷åñêîé òåìïåðàòó-
ðû ñâåðõïðîâîäÿùåãî ïåðåõîäà Tc 3 7, Ê â íàãðóæåí-
íûõ âûøå ïðåäåëà òåêó÷åñòè îáðàçöàõ âîçáóæäàëàñü
íåñòàöèîíàðíàÿ ïîëçó÷åñòü ïåðåâîäîì èõ èç íîðìàëü-
íîãî â ñâåðõïðîâîäÿùåå ñîñòîÿíèå ìàãíèòíûì ïîëåì.
Àíàëèç âðåìåííîé çàâèñèìîñòè ïðèðàùåíèé äåôîð-
ìàöèè ïîñëå NS-ïåðåõîäà ïîêàçàë ñóùåñòâîâàíèå
òðåõ ñòàäèé íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè: ïåðåõîäíîé,
ýêñïîíåíöèàëüíîé è ëîãàðèôìè÷åñêîé.
Äëÿ ôèçè÷åñêîé èíòåðïðåòàöèè ýòèõ ñòàäèé â Ïðè-
ëîæåíèè ïðåäëîæåíà è ïðîàíàëèçèðîâàíà äèñëîêàöè-
îííàÿ ìîäåëü ïîëçó÷åñòè, îñíîâàííàÿ íà ïðåäñòàâëå-
íèÿõ î òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàííîì, êâàíòîâîì
(òóííåëüíîì) è äèíàìè÷åñêîì äâèæåíèè äèñëîêàöè-
îííûõ ñòðóí â ïîòåíöèàëüíîì ðåëüåôå Ïàéåðëñà ñ
ó÷åòîì èõ ýëåêòðîííîãî è ðàäèàöèîííîãî òîðìîæå-
íèÿ. Ñîïîñòàâëåíèå ðåçóëüòàòîâ ýêñïåðèìåíòà è òåî-
ðèè ïðèâåëî ê çàêëþ÷åíèþ, ÷òî ñòàäèéíûé õàðàêòåð
ïîëçó÷åñòè ïîñëå NS-ïåðåõîäà îïðåäåëÿåòñÿ ñìåíîé
ðåæèìîâ äâèæåíèÿ äèñëîêàöèé íà ãðàíèöàõ íàáëþäà-
åìûõ ñòàäèé.
Ïåðåõîäíàÿ ñòàäèÿ íà êðèâîé íåñòàöèîíàðíîé ïî-
ëçó÷åñòè îòðàæàåò ðåëàêñàöèþ äèñëîêàöèîííîãî ïîòî-
êà, âîçáóæäåííîãî ðåçêèì óìåíüøåíèåì ýëåêòðîííîãî
òîðìîæåíèÿ äèñëîêàöèé ïîñëå NS-ïåðåõîäà. Èçìåðå-
íèå åå äëèòåëüíîñòè äàåò ýìïèðè÷åñêóþ îöåíêó äëÿ
õàðàêòåðíîãî âðåìåíè ðåëàêñàöèè ýòîãî ïðîöåññà.
Ïëàñòè÷åñêàÿ äåôîðìàöèÿ íà ïðîòÿæåíèè ýêñïî-
íåíöèàëüíîé ñòàäèè îïðåäåëÿåòñÿ äèíàìè÷åñêèì
(íàäáàðüåðíûì) äâèæåíèåì îòíîñèòåëüíî íåáîëüøî-
ãî ÷èñëà äèñëîêàöèîííûõ ñåãìåíòîâ, êîòîðûå ïðèîá-
ðåòàþò îêîëîçâóêîâóþ ñêîðîñòü âñëåäñòâèå ìàëîé
âåëè÷èíû ýëåêòðîííîãî òðåíèÿ â S-ñîñòîÿíèè. Îñíîâ-
íûì ìåõàíèçìîì òîðìîæåíèÿ ýòèõ ñåãìåíòîâ ÿâëÿþò-
ñÿ ïîòåðè íà èçëó÷åíèå çâóêà (ðàäèàöèîííîå òîðìî-
æåíèå). Óìåíüøåíèå ñêîðîñòè ïîëçó÷åñòè â ïðåäåëàõ
äàííîé ñòàäèè îáóñëîâëåíî ïîñòåïåííûì èñòîùåíè-
åì êîëè÷åñòâà áûñòðûõ äèñëîêàöèé.
Ëîãàðèôìè÷åñêàÿ ñòàäèÿ íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó-
÷åñòè ÿâëÿåòñÿ ñëåäñòâèåì âîññòàíîâëåíèÿ ôëóêòóà-
öèîííîãî ðåæèìà äâèæåíèÿ äèñëîêàöèé ÷åðåç áàðüå-
ðû Ïàéåðëñà, êîòîðûé èìåë ìåñòî â íîðìàëüíîì
ñîñòîÿíèè ïåðåä NS-ïåðåõîäîì. Òàêîå äâèæåíèå îáåñ-
ïå÷èâàåòñÿ òåðìè÷åñêè àêòèâèðîâàííûì èëè òóííåëü-
íûì îáðàçîâàíèåì êðèòè÷åñêèõ ïàðíûõ êèíêîâ íà
äèñëîêàöèîííûõ ñòðóíàõ, à çàòåì èõ äèíàìè÷åñêèì
ðàñøèðåíèåì è àííèãèëÿöèåé. Êàê ÷àñòîòà çàðîæäå-
íèÿ ïàðíûõ êèíêîâ, òàê è ñêîðîñòü èõ ðàñøèðåíèÿ ñó-
ùåñòâåííî çàâèñÿò îò êîýôôèöèåíòà ýëåêòðîííîãî
òîðìîæåíèÿ äèñëîêàöèîííîé ñòðóíû, ïîýòîìó åå
ñðåäíÿÿ ñêîðîñòü ïåðåìåùåíèÿ ÷åðåç áàðüåðû Ïàéåð-
ëñà â ñâåðõïðîâîäÿùåì ñîñòîÿíèè çíà÷èòåëüíî âûøå,
÷åì â íîðìàëüíîì. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ýôôåêòó íà÷àëü-
íàÿ ñêîðîñòü ëîãàðèôìè÷åñêîé ïîëçó÷åñòè â S-ñîñòîÿ-
íèè çíà÷èòåëüíî ïðåâîñõîäèò åå ñòàðòîâóþ âåëè÷èíó
ïåðåä NS-ïåðåõîäîì. Ïîñòåïåííîå çàòóõàíèå ïîëçó-
÷åñòè íà ïðîòÿæåíèè ýòîé ñòàäèè îáóñëîâëåíî âëèÿ-
íèåì äåôîðìàöèîííîãî óïðî÷íåíèÿ íà ñðåäíþþ ñêî-
ðîñòü ôëóêòóàöèîííîãî äâèæåíèÿ äèñëîêàöèé.
Ñîïîñòàâëåíèå ðåçóëüòàòîâ òåîðèè è ýêñïåðèìåí-
òàëüíûõ äàííûõ ïîçâîëèëî ïîëó÷èòü ýìïèðè÷åñêèå
îöåíêè äëÿ õàðàêòåðíûõ çíà÷åíèé ôåíîìåíîëîãè÷åñ-
êèõ ïàðàìåòðîâ äèñëîêàöèîííîé ìîäåëè ïîëçó÷åñòè:
ïëîòíîñòåé äèñëîêàöèé â äèíàìè÷åñêîì è ôëóêòóàöè-
îííîì äèñëîêàöèîííîì ïîòîêå; êîýôôèöèåíòîâ èñòî-
ùåíèÿ â äèíàìè÷åñêîì ïîòîêå è óïðî÷íåíèÿ â ôëóêòó-
àöèîííîì ïîòîêå; äëèíû «ñâîáîäíîãî ïðîáåãà» äëÿ
îòäåëüíûõ äèñëîêàöèé.
648 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6
Â.Ä. Íàöèê, Â.Ï. Ñîëäàòîâ, Ã.È. Êèðè÷åíêî, Ë.Ã. Èâàí÷åíêî
0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
0,8
1,2
1,6
2,0
2,4
2,8
T, Ê
� S
�1
0
–
8
,
Ï
à
Ðèñ. 11. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü êîýôôèöèåíòà äå-
ôîðìàöèîííîãî óïðî÷íåíèÿ �S T( ), ïîçâîëÿþùàÿ ñîãëàñî-
âàòü ýêñïåðèìåíòàëüíûå çíà÷åíèÿ � f T( ) (ñïëîøíàÿ êðè-
âàÿ íà ðèñ. 9) è òåîðåòè÷åñêèå ñîîòíîøåíèÿ (Ï.24).
Ïðèëîæåíèå
Òåîðåòè÷åñêîå îïèñàíèå ïåðåõîäíîé,
äèíàìè÷åñêîé è ôëóêòóàöèîííîé ñòàäèé
íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè
Â.Ä. Íàöèê
Çàêîíîìåðíîñòè äâèæåíèÿ äèñëîêàöèé â ïîòåíöè-
àëüíîì ðåëüåôå Ïàéåðëñà ñóùåñòâåííî ðàçëè÷íû â
äâóõ ïðåäåëüíûõ ñëó÷àÿõ. Ïðè ñðàâíèòåëüíî íèçêèõ
çíà÷åíèÿõ ýôôåêòèâíîãî íàïðÿæåíèÿ � � � ��
�i P
ïåðåìåùåíèå äèñëîêàöèîííûõ ñòðóí íà áîëüøèå ðàñ-
ñòîÿíèÿ âîçìîæíî òîëüêî áëàãîäàðÿ çàðîæäåíèþ íà
íèõ ïàðíûõ êèíêîâ â ðåçóëüòàòå êâàíòîâûõ èëè òåïëî-
âûõ ôëóêòóàöèé [11,12,19]. Ñêîðîñòü òàêîãî äâèæåíèÿ
V T Bf ( , , )�� çàâèñèò îò íàïðÿæåíèÿ �� , òåìïåðàòóðû T
è êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ B. Äâèæåíèå ïîä äåéñòâèåì
äîñòàòî÷íî âûñîêîãî íàïðÿæåíèÿ � �� � P äîëæíî
ïðèîáðåòàòü äèíàìè÷åñêèé (íàäáàðüåðíûé) õàðàêòåð,
à âåëè÷èíà ñêîðîñòè V Bd ( , )�� â ýòîì ñëó÷àå áóäåò
îïðåäåëÿòüñÿ çíà÷åíèÿìè �� è B. Îòìåòèì òàêæå, ÷òî
âëèÿíèå òåìïåðàòóðû êàê íà ôëóêòóàöèîííîå, òàê è íà
äèíàìè÷åñêîå äâèæåíèå äèñëîêàöèé ìîæåò áûòü
ñâÿçàíî ñ òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòüþ êîýôôèöèåíòà
òðåíèÿ B. Â îáñóæäàåìîé îáëàñòè òåìïåðàòóð ôîíîííîå
òðåíèå äèñëîêàöèé ìàëî ïî ñðàâíåíèþ ñ ýëåêòðîííûì,
ïîýòîìó òàêàÿ çàâèñèìîñòü îòñóòñòâóåò â íîðìàëüíîì
ñîñòîÿíèè, íî ñîõðàíÿåòñÿ â ñâåðõïðîâîäÿùåì ñîñòîÿ-
íèè èç-çà ñèëüíîé çàâèñèìîñòè îò òåìïåðàòóðû êîýôôè-
öèåíòà ýëåêòðîííîãî òðåíèÿ B TS ( ) [4].
Îñîáîå âíèìàíèå ñëåäóåò óäåëèòü àíàëèçó äèñëî-
êàöèîííûõ ïîòîêîâ â óñëîâèÿõ, êîãäà � � � ��
�i P .
Òàê êàê ëîêàëüíûå çíà÷åíèÿ âíóòðåííèõ íàïðÿæåíèé
� i â îáúåìå êðèñòàëëà èìåþò çíà÷èòåëüíûé ñòàòèñòè-
÷åñêèé ðàçáðîñ âîêðóã ñðåäíåãî çíà÷åíèÿ � i , òî ïðè
� �� � P ÷àñòü äèñëîêàöèé (èëè äîñòàòî÷íî äëèííûõ
ñåãìåíòîâ äèñëîêàöèîííûõ ñòðóí) áóäåò ñîâåðøàòü
ôëóêòóàöèîííîå äâèæåíèå, à äðóãàÿ ÷àñòü — äèíàìè-
÷åñêîå.  òàêèõ ñëó÷àÿõ ïîëíóþ ïëîòíîñòü äèñëîêà-
öèîííîãî ïîòîêà �V , êîòîðàÿ îïðåäåëÿåò ñêîðîñòü
ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè �� � b V , ñëåäóåò ðàçäåëèòü
íà ôëóêòóàöèîííóþ è äèíàìè÷åñêóþ êîìïîíåíòû:
� [ ( , , ) ( , )]� � � � � �� �b V T B V Bf f d d . (Ï.1)
Çäåñü � f è �d — ñóììàðíàÿ äëèíà â åäèíèöå îáúåìà
(ïëîòíîñòü) ñåãìåíòîâ äèñëîêàöèîííûõ ñòðóí, êîòî-
ðûå íàõîäÿòñÿ â ñîñòîÿíèè ôëóêòóàöèîííîãî è äèíà-
ìè÷åñêîãî äâèæåíèÿ ñîîòâåòñòâåííî.
Îïèñàíèå íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè íà îñíîâå
óðàâíåíèÿ (Ï.1) çíà÷èòåëüíî óïðîùàåòñÿ â ïðåäåëüíûõ
ñëó÷àÿõ, êîãäà îäíà èç êîìïîíåíò äèñëîêàöèîííîãî ïî-
òîêà íàìíîãî ïðåâûøàåò äðóãóþ. Ôëóêòóàöèîíûé è äè-
íàìè÷åñêèé ðåæèìû ïîëçó÷åñòè ðàññìîòðåíû íèæå.
Ôëóêòóàöèîííîå äâèæåíèå äèñëîêàöèé
Äåòàëüíûé òåîðåòè÷åñêèé àíàëèç ñîâìåñòíîãî
âëèÿíèÿ êâàíòîâûõ è òåïëîâûõ ôëóêòóàöèé íà äâèæå-
íèå äèñëîêàöèé â ðåëüåôå Ïàéåðëñà ïðè � �� � P âû-
ïîëíåí â ðàáîòå [12], ãäå äëÿ ñêîðîñòè V f ïîëó÷åíî
âûðàæåíèå
V T B
a
b
H
kT T
f
k c( , , ) exp
( , ,
/
/
�
� �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
2
0
1 2
5 4
2
v
B)
�
�
�
�
�
�
�
�
,
�
�
��
�
�
1 0
P
. (Ï.2)
Çäåñü k — ïîñòîÿííàÿ Áîëüöìàíà, b è a — ñîîòâåò-
ñòâåííî âåëè÷èíà âåêòîðà Áþðãåðñà äèñëîêàöèé è ïà-
ðàìåòðà ðåøåòêè â íàïðàâëåíèè ñêîëüæåíèÿ, v k —
ñêîðîñòü äèíàìè÷åñêîãî äâèæåíèÿ êèíêà âäîëü ëèíèè
äèñëîêàöèè, �0 — ÷àñòîòíûé ôàêòîð, H c — õàðàêòåð-
íàÿ ýíåðãèÿ êðèòè÷åñêîãî ïàðíîãî êèíêà.  îáëàñòè
íèçêèõ òåìïåðàòóð çàìåòíàÿ âåëè÷èíà ñêîðîñòè V f
îáåñïå÷èâàåòñÿ äîñòàòî÷íî ìàëîé âåëè÷èíîé ñèëîâî-
ãî ïàðàìåòðà � � �� 1, ò.å. çíà÷åíèÿìè ýôôåêòèâíîãî
íàïðÿæåíèÿ � �� � P .
Âëèÿíèå òåïëîâûõ è êâàíòîâûõ ôëóêòóàöèé íà äâè-
æåíèå äèñëîêàöèé ïðè � �* � P îïðåäåëÿåòñÿ ýôôåê-
òèâíîé òåìïåðàòóðîé T T B� ( , , )� � . Âûñîòà è ôîðìà
áàðüåðîâ Ïàéåðëñà âìåñòå ñ âåëè÷èíîé ýôôåêòèâíîé
ìàññû äèñëîêàöèè îïðåäåëÿþò õàðàêòåðèñòè÷åñêóþ
òåìïåðàòóðó�P : ïðè T P�� � ãëàâíîå âëèÿíèå íà äâè-
æåíèå äèñëîêàöèé îêàçûâàåò ïðîöåññ òåðìîàêòèâàöè-
îííîãî çàðîæäåíèÿ êèíêîâ, à ïðè T P�� � — òóííåëü-
íûé ïðîöåññ. Äåéñòâèå íà äèñëîêàöèþ íàïðÿæåíèÿ ��
ïîíèæàåò âåëè÷èíó ïîòåíöèàëüíîãî áàðüåðà äëÿ
çàðîæäåíèÿ íà ëèíèè äèñëîêöèè êðèòè÷åñêîãî ïàðíîãî
ïåðåãèáà: ðîëü òàêîãî áàðüåðà èãðàåò ýíåðãèÿ
E H c( ) /� � �
� 5 4 . Â ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèì îò íàïðÿæåíèÿ
�� çàâèñèò è ãðàíè÷íàÿ òåìïåðàòóðà Tg P( ) /� � �
� � 1 4 ,
êîòîðàÿ ðàçäåëÿåò îáëàñòè ïðåèìóùåñòâåííîãî âëèÿ-
íèÿ êâàíòîâûõ è òåïëîâûõ ôëóêòóàöèé íà ýòîò ïðî-
öåññ. Äåòàëüíûé àíàëèç ïîêàçàë [12], ÷òî ýôôåêòèâíàÿ
òåìïåðàòóðà T T B* ( , , )� � â ôîðìóëå (Ï.2) äîñòàòî÷íî
õîðîøî àïðîêñèìèðóåòñÿ óïðîùåííûìè ôîðìóëàìè:
T T B
s T T
T
s k
H
T T
P B g
P B
c
g
�
�
��
( , , )
( ), ;
,
/
�
�
�
�
�
�
0
1 4
1
� �
� �
.
�
!
"
!
(Ï.3)
Çäåñü s0 0 9� , è s1 5 4� , — ÷èñëåííûå êîýôôèöèåíòû;
�B — õàðàêòåðèñòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà, ñâÿçàííàÿ ñ
äåìïôèðîâàíèåì êîëåáàíèé äèñëîêàöèîííîé ñòðóíû
ýëåêòðîííûì òðåíèåì, îíà ïðîïîðöèîíàëüíà êîýôôè-
öèåíòó B. Ýòîò êîýôôèöèåíò, à âìåñòå ñ íèì è�B , ðåçêî
èçìåíÿþòñÿ ïðè NS-ïåðåõîäå. Ñîãëàñíî [4, 12], èìååì:
Äèíàìè÷åñêèå äèñëîêàöèîííûå ýôôåêòû â íèçêîòåìïåðàòóðíîé ïîëçó÷åñòè ìîíîêðèñòàëëîâ �-îëîâà
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6 649
B T
B
T
F T T TS
N
BS
BN
S c
( ) ( )
( ), �
�
�
1 , (Ï.4)
F T
T
kT
S ( )
( )
� �
��
�
��
�
"
#
$
%
1
2
1 exp
�
.
 íîðìàëüíîì ñîñòîÿíèè BN è �BN îò òåìïåðàòóðû
íå çàâèñÿò, à â ñâåðõïðîâîäÿùåì B TS ( ) è �BS T( ) ðåç-
êî óáûâàþò ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû â ñîîòâåò-
ñòâèè ñ ôîðìóëîé (Ï.4), â êîòîðîé �( )T — âåëè÷èíà
ýíåðãåòè÷åñêîé ùåëè â ýëåêòðîííîì ñïåêòðå ñâåðõ-
ïðîâîäíèêà.
Îòìåòèì, ÷òî âëèÿíèå ýëåêòðîííîãî òðåíèÿ íà èí-
òåíñèâíîñòü êâàíòîâûõ èëè òåïëîâûõ êîëåáàíèé äèñ-
ëîêàöèîííîé ñòðóíû ÿâëÿåòñÿ äîâîëüíî ñëàáûì,
íî ïðîïîðöèîíàëüíûå �B è îòíîñèòåëüíî ìàëûå ñëà-
ãàåìûå â ôîðìóëå (Ï.3) ñëåäóåò ñîõðàíÿòü, åñëè
(Ï.2)–(Ï.4) èñïîëüçóþòñÿ äëÿ îïèñàíèÿ âëèÿíèÿ
ñâåðõïðîâîäÿùåãî ïåðåõîäà íà ïëàñòè÷íîñòü.
Õàðàêòåðèñòèêè íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè, âîç-
íèêàþùåé â ðåçóëüòàòå NS-ïåðåõîäà, ñóùåñòâåííî çà-
âèñÿò íå òîëüêî îò îòíîñèòåëüíîé âåëè÷èíû ñêà÷êà êî-
ýôôèöèåíòà ýëåêòðîííîãî òîðìîæåíèÿ äèñëîêàöèé
B
B
F TS
N
S
1( ), íî è îò óðîâíÿ ýôôåêòèâíîãî íàïðÿæåíèÿ
� �
� , êîòîðîå äåéñòâóåò íà äèñëîêàöèè â ìîìåíò
ïåðåõîäà t NS . Ìàëàÿ âåëè÷èíà ñêîðîñòè ïîëçó÷åñòè ��st
ïåðåä NS-ïåðåõîäîì ñîîòâåòñòâóåò ôëóêòóàöèîííîìó
ðåæèìó äâèæåíèÿ äèñëîêàöèé â íîðìàëüíîì ñîñòîÿ-
íèè, ïîýòîìó çíà÷åíèå � �
� îïðåäåëÿåòñÿ óðàâíåíèåì
b V T Bf f N� � ��( , , ) �
� st . (Ï.5)
Ñîãëàñíî ôîðìóëå (Ï.2), ýòî óðàâíåíèå ýêâèâàëåíòíî
ñîîòíîøåíèÿì
H
kT T B
Ac
N
�
�
�
�
5 4
2
/
( , , )�
, A
a
b
f
kn
�
�
�
�
�
�ln
�
( ) /
�
�
�
st
0
1 2
v ,
�
�
��
�
0 1
�
P
. (Ï.6)
Çíà÷åíèå ïàðàìåòðà À ìîæíî ïîëó÷èòü ïðè ýêñïåðè-
ìåíòàëüíîì èçó÷åíèè êèíåòèêè ïëàñòè÷åñêîãî òå÷å-
íèÿ ìåòîäîì àêòèâíîé äåôîðìàöèè ñ ïîñòîÿííîé
ñêîðîñòüþ � �� � st , ñîîòâåòñòâóþùàÿ ïðîöåäóðà ðàçðà-
áîòàíà â ðàáîòå [12]. Ñîãëàñíî (Ï.6), � �
� è ñîîòâåòñòâó-
þùèé åìó ñèëîâîé ïàðàìåòð � �0 ÿâëÿþòñÿ ôóíêöèÿìè
òåìïåðàòóðû. Èñïîëüçóÿ ôîðìóëû (Ï.3) è ïðåíåáðåãàÿ
â íèõ ìàëûìè ïîïðàâêàìè, îáóñëîâëåííûìè ýëåêò-
ðîííûì òîðìîæåíèåì, ïîëó÷èì:
�
�
��
�
0
0
4 51
2
2
( )
( )
, ;
/T
T
s k A
H
T T
kTA
H
P
P
c
g
c
�
&
'
((
)
*
++
�
�
, .T Tg��
�
!
!
"
!
!
(Ï.7)
Äèíàìè÷åñêèå ýôôåêòû
Îáñóäèì íåêîòîðûå âàæíûå äëÿ íàñ àñïåêòû âëèÿ-
íèÿ äèíàìè÷åñêèõ ýôôåêòîâ íà äâèæåíèå äèñëîêàöèé
â ðåëüåôå Ïàéåðëñà. Ïðåæäå âñåãî ñëåäóåò îáðàòèòü
âíèìàíèå íà ïðèñóòñòâèå â ôîðìóëå (Ï.2) äëÿ ñðåäíåé
ñêîðîñòè ôëóêòóàöèîííîãî äâèæåíèÿ äèñëîêàöèè äè-
íàìè÷åñêîãî ïàðàìåòðà — ñêîðîñòè äèíàìè÷åñêîãî
äâèæåíèÿ êèíêà v k . Ýòà ñêîðîñòü îïðåäåëÿåòñÿ áàëàí-
ñîì ñèë ab k k� �� v , ãäå ëåâàÿ ÷àñòü ðàâåíñòâà îïèñû-
âàåò äåéñòâèå íà êèíê ýôôåêòèâíîãî íàïðÿæåíèÿ, à
ïðàâàÿ — äåéñòâèå ñèëû òðåíèÿ; ñîãëàñíî [4],
� k kl a B�
1 2 , ãäå lk — õàðàêòåðíàÿ øèðèíà êèíêà, à
B — êîýôôèöèåíò òîðìîæåíèÿ åäèíèöû äëèíû äèñ-
ëîêàöèîííîé ëèíèè. Åñëè â ñîñòîÿíèè äèíàìè÷åñêîãî
äâèæåíèÿ íàõîäèòñÿ äîñòàòî÷íî äëèííûé ñåãìåíò
äèñëîêàöèîííîé ëèíèè, òî åãî ñêîðîñòü Vd îïðåäåëÿ-
åòñÿ ðàâåíñòâîì b BVd�� , â êîòîðîì ñèëû îòíåñåíû
ê åäèíèöå äëèíû.
Òàê êàê â ðàññìàòðèâàåìûõ íàìè ïðîöåññàõ íåñòà-
öèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè â óñëîâèÿõ î÷åíü íèçêèõ òåìïå-
ðàòóð êàê ôëóêòóàöèîííîå, òàê è äèíàìè÷åñêîå äâèæå-
íèå ïðîèñõîäèò ïîä äåéñòâèåì ñðåäíåãî ýôôåêòèâíîãî
íàïðÿæåíèÿ � �� � P , òî âåëè÷èíû ñêîðîñòåé v k è Vd
ìîæíî îöåíèâàòü ñ ïîìîùüþ ñîîòíîøåíèé
v k
k Pl b
aB
�
, V
b
B
d
P
�
. (Ï.8)
Îòìåòèì, ÷òî ïðè âûñîêèõ çíà÷åíèÿõ íàïðÿæåíèÿ
� �� � P øèðèíà êèíêà l a� , ïîýòîìó v k dV� .
Îäíàêî ïðè èñïîëüçîâàíèè ôîðìóëû (Ï.8) ñëåäóåò
ïðîÿâëÿòü îïðåäåëåííóþ îñòîðîæíîñòü: îíà ïðèìå-
íèìà òîëüêî ïðè óñëîâèè, ÷òî îñíîâíîé ïðè÷èíîé òîð-
ìîæåíèÿ äèñëîêàöèé ÿâëÿåòñÿ ýëåêòðîííàÿ âÿçêîñòü.
Ýòî óñëîâèå âûïîëíÿåòñÿ, åñëè ïîëó÷åííûå ñ ïî-
ìîùüþ (Ï.8) çíà÷åíèÿ v k ,V cd t�� , ãäå ct — ñêîðîñòü
ïîïåðå÷íûõ çâóêîâûõ âîëí â ðàññìàòðèâàåìîì êðèñ-
òàëëå. Íî ïðè äîñòàòî÷íî ìàëîé âåëè÷èíå êîýôôèöè-
åíòà òðåíèÿ B ñêîðîñòè v k è Vd ìîãóò ïðèîáðåòàòü
çíà÷åíèÿ ïîðÿäêà ct , â ýòîì ñëó÷àå áîëåå ýôôåêòèâ-
íûì ìåõàíèçìîì òîðìîæåíèÿ ñòàíîâèòñÿ ðàäèàöèîí-
íîå òðåíèå — ïîòåðè ýíåðãèè äâèæóùåéñÿ äèñëîêà-
öèè íà èçëó÷åíèå çâóêîâûõ âîëí, êîòîðûå ñèëüíî
óâåëè÷èâàþòñÿ ïðè v k , V cd t� [20,21]. Ýòî òîðìîæå-
íèå, à òàêæå ñèëüíîå âîçðàñòàíèå ýíåðãèè è ýôôåêòèâ-
íîé ìàññû äèñëîêàöèè è êèíêîâ â «ðåëÿòèâèñòñêîì»
ïðåäåëå îãðàíè÷èâàþò ñâåðõó âîçìîæíûå â ðåàëüíûõ
äèñëîêàöèîííûõ ïðîöåññàõ çíà÷åíèÿ v k è Vd âåëè÷è-
650 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6
Â.Ä. Íàöèê, Â.Ï. Ñîëäàòîâ, Ã.È. Êèðè÷åíêî, Ë.Ã. Èâàí÷åíêî
íîé ct . Ïîýòîìó ïðè äîñòàòî÷íî ìàëûõ çíà÷åíèÿõ B
ñëåäóåò ñ÷èòàòü v k d tV c� � .
Íàïðèìåð, äëÿ �-îëîâà â íîðìàëüíîì ñîñòîÿíèè
( )B BN , åñëè âîñïîëüçîâàòüñÿ îöåíêàìè (3), ïîëó-
÷èì: V V b /B / cdN N P N t � � ��� 3 10 2 ì ñ . Ïðè l ak �
ñêîðîñòü êèíêà v k NV� òàêæå óäîâëåòâîðÿåò ýòîìó
óñëîâèþ.  òàêèõ ñëó÷àÿõ â íîðìàëüíîì ñîñòîÿíèè ìå-
òàëëà ôîðìóëû (Ï.8) äàþò êîððåêòíûå îöåíêè äëÿ ñêî-
ðîñòè ñòàöèîíàðíîãî äâèæåíèÿ äèñëîêàöèîííûõ ñåã-
ìåíòîâ è êèíêîâ. Èõ òàêæå ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ
îïèñàíèÿ äèíàìè÷åñêèõ äèñëîêàöèîííûõ ýôôåêòîâ è â
ñâåðõïðîâîäÿùåì ñîñòîÿíèè â îãðàíè÷åííîì èíòåðâà-
ëå òåìïåðàòóð T T Tc0 � � , â êîòîðîì v kS dS tV c� � .
Ñîãëàñíî (Ï.4) è (Ï.8), ïîðîãîâàÿ òåìïåðàòóðà T0
îïðåäåëÿåòñÿ ðåøåíèåì óðàâíåíèÿ
F T
c
V
c B
b
S
t
N
t N
P
( )0
�
. (Ï.9)
Òàêèì îáðàçîì, â ñâåðõïðîâîäÿùåì ñîñòîÿíèè ïðè
çíà÷åíèÿõ � �� � P äëÿ òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòåé
ñòàöèîíàðíûõ ñêîðîñòåé äèíàìè÷åñêîãî äâèæåíèÿ
êèíêà v kS T( ) è äèñëîêàöèîííîãî ñåãìåíòà V TdS ( )
ìîæíî èñïîëüçîâàòü ñëåäóþùóþ àïïðîêñèìàöèþ:
V T T
V F T T T T
c T T
dS kS
N S c
t
( ) ( )
( ), ;
, ;
� �
� �
�
�
"
v
0
0
(Ï.10)
V
b
B
N
P
N
�
. (Ï.11)
Ïåðåõîäíàÿ ñòàäèÿ
Ïåðåõîäíàÿ ñòàäèÿ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ðåëàêñàöè-
îííûé ïðîöåññ, â ðåçóëüòàòå êîòîðîãî êâàçèñòàöèî-
íàðíîå äâèæåíèå äèñëîêàöèé ïåðåä NS-ïåðåõîäîì ñî
ñêîðîñòüþ V T Bf N( , , )�st
� ïðåâðàùàåòñÿ ïîñëå NS-ïå-
ðåõîäà â êâàçèñòàöèîíàðíîå äâèæåíèå ñî ñêîðîñòüþ
V Bd S( , )�st
� , èëè ñêîðîñòüþ V T Bf S( , , )�st
� , åñëè äèíà-
ìè÷åñêàÿ ñòàäèÿ îòñóòñòâóåò. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ýô-
ôåêòèâíîå íàïðÿæåíèå íà ïðîòÿæåíèè ýòîé ñòàäèè
ñóùåñòâåííî íå èçìåíÿåòñÿ è ñîõðàíÿåò çíà÷åíèå
� � �st 0
� � � ( )t NS (Ï.7), êîòîðîå îíî èìåëî â ìîìåíò
NS-ïåðåõîäà, à íîâûé ðåæèì äâèæåíèÿ âîçíèêàåò
òîëüêî âñëåäñòâèå èçìåíåíèÿ B.
Àíàëèòè÷åñêîå îïèñàíèå çàâèñèìîñòè îò âðåìåíè
äåôîðìàöèè ïîëçó÷åñòè �� S t( ) íà ïåðåõîäíîé ñòàäèè
ÿâëÿåòñÿ î÷åíü ñëîæíîé çàäà÷åé. Åå ñòðîãîå ðåøåíèå
òðåáóåò ìèêðîñêîïè÷åñêîãî ðàññìîòðåíèÿ íå òîëüêî
äâèæåíèÿ äèñëîêàöèé ÷åðåç áàðüåðû Ïàéåðëñà, íî è
ó÷åòà ìåæäèñëîêàöèîííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ïðè
òðàíñôîðìàöèÿõ äèñëîêàöèîííîãî ïîòîêà, îáóñëîâ-
ëåííûõ ðåçêèì óìåíüøåíèåì ýëåêòðîííîãî òðåíèÿ â
ðåçóëüòàòå NS-ïåðåõîäà. Îñîáåííî ñëîæíî îïèñàòü ïå-
ðåõîä ôëóêòóàöèîííîãî òå÷åíèÿ äèñëîêàöèîííîãî
ïîòîêà â íîðìàëüíîì ñîñòîÿíèè ê äèíàìè÷åñêîìó òå-
÷åíèþ ïîñëå NS-ïåðåõîäà, òàê êàê ïðè ýòîì ïðîèñõî-
äèò íå òîëüêî ðåçêîå èçìåíåíèå ñêîðîñòåé îòäåëüíûõ
äèñëîêàöèé, íî è ñóùåñòâåííîå èçìåíåíèå êîëè÷åñ-
òâà ýôôåêòèâíûõ äèñëîêàöèé â ïîòîêå ( )� �d f�� .
Îöåíêó ïî ïîðÿäêó âåëè÷èíû äëèòåëüíîñòè ïåðåõîä-
íîé ñòàäèè �t r ìîæíî ïîëó÷èòü òîëüêî â îáëàñòè òåì-
ïåðàòóð T T� 0, ãäå äèíàìè÷åñêèå ýôôåêòû âûðàæåíû
îòíîñèòåëüíî ñëàáî.
 ýòîì òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå áîëüøèíñòâî
äèñëîêàöèé ïîñëå NS-ïåðåõîäà ïðîäîëæàþò äâèæå-
íèå â ôëóêòóàöèîííîì ðåæèìå ñ áîëåå âûñîêîé ñêî-
ðîñòüþ V T B V T Bf S f N( , , ) ( , , )� �0 0
� �� .  ýòèõ óñëîâè-
ÿõ âðåìÿ ðåëàêñàöèè äëÿ äèñëîêàöèîííîãî ïîòîêà �t r
ìîæíî îöåíèòü, êàê âðåìÿ «ñâîáîäíîãî ïðîáåãà» îò-
äåëüíîé äèñëîêàöèè â ïîòîêå
�t LV T Br f S
�1( , , )� 0 , T T� 0, (Ï.12)
ãäå L — äëèíà «ñâîáîäíîãî ïðîáåãà». Íà îñíîâàíèè
ñîîáðàæåíèé îáùåãî õàðàêòåðà åñòåñòâåííî îæèäàòü,
÷òî L èìååò âåëè÷èíó ïîðÿäêà ñðåäíåãî ðàññòîÿíèÿ
ìåæäó äèñëîêàöèÿìè â ïîòîêå L f,
� 1 2/ , õîòÿ åå òî÷íîå
çíà÷åíèå â ïðåäåëàõ ýòîãî ïîðÿäêà ìîæåò çàâèñåòü îò
õàðàêòåðíûõ çíà÷åíèé V f è ÷åðåç íèõ îò òåìïåðàòóðû.
Èçëîæåííûå âûøå ñîîáðàæåíèÿ ïîçâîëÿþò ñâÿçàòü
âðåìÿ çàäåðæêè �t r ñî ñêîðîñòüþ äåôîðìàöèè â íà÷à-
ëå ôëóêòóàöèîííîé ñòàäèè � ( , , )� � ��f f f Sb V T B � .
Åñëè ñ ïîìîùüþ äàííûõ ýêñïåðèìåíòà ïîëó÷èòü çíà-
÷åíèÿ ýòèõ âåëè÷èí ïðè ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèÿõ òåìïå-
ðàòóðû, òî äîëæíî âûïîëíÿòüñÿ ñîîòíîøåíèå
�t T T Lb br f f f( )� ( ) /� � � , 1 2 , T T� 0. (Ï.13)
Äëÿ ïðîâåðêè èçëîæåííûõ âûøå ñîîáðàæåíèé è
ñîîòíîøåíèÿ (Ï.13) íåîáõîäèìî èìåòü íåçàâèñèìóþ
ýìïèðè÷åñêóþ îöåíêó äëÿ ïëîòíîñòè äèñëîêàöèé � f .
Åå ìîæíî ïîëó÷èòü, èñïîëüçóÿ ìåòîä àêòèâíîé äåôîð-
ìàöèè îáðàçöîâ ñ ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ ��. Èçìåðåíèå
ñêîðîñòíîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè äåôîðìèðóþùåãî íà-
ïðÿæåíèÿ ïðè áàçîâîé ñêîðîñòè äåôîðìàöèè � �� � st è
ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèÿõ òåìïåðàòóðû ïîçâîëÿþò íàéòè
âåëè÷èíó ïàðàìåòðà A, ïîñëå ÷åãî çíà÷åíèå � f âû÷èñ-
ëÿåòñÿ ñîãëàñíî (Ï.6) ïî ôîðìóëå
�
�
� �f
N
P
A
ab
B
�
&
'
((
)
*
++
�
/
0
1 2
e . (Ï.14)
Äèíàìè÷åñêàÿ ñòàäèÿ
 îáùåì ñëó÷àå ïîñëå ïåðåâîäà îáðàçöà, äåôîðìè-
ðóåìîãî â óñëîâèÿõ ïîëçó÷åñòè, èç íîðìàëüíîãî â
ñâåðõïðîâîäÿùåå ñîñòîÿíèå ìîæíî îæèäàòü ðåàëèçà-
öèþ äâóõ ðàçëè÷íûõ ñèòóàöèé. Ïåðâàÿ èç íèõ: â íåêî-
Äèíàìè÷åñêèå äèñëîêàöèîííûå ýôôåêòû â íèçêîòåìïåðàòóðíîé ïîëçó÷åñòè ìîíîêðèñòàëëîâ �-îëîâà
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6 651
òîðîì ìàëîì òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå (T T Tc01 � � )
âáëèçè òåìïåðàòóðû ïåðåõîäà, êîãäà ñêà÷îê êîýôôè-
öèåíòà ýëåêòðîííîãî òðåíèÿ B /B F TN S S ( ) íå ñëèø-
êîì âåëèê, â ñâåðõïðîâîäÿùåì ñîñòîÿíèè ñîõðàíÿåòñÿ
ôëóêòóàöèîííûé õàðàêòåð äèñëîêàöèîííîãî ïîòîêà è
ïðè îïèñàíèè ïîëçó÷åñòè â óðàâíåíèè äåôîðìèðîâà-
íèÿ (Ï.1) ìîæíî ïîëàãàòü �d 0. Âòîðàÿ ñèòóàöèÿ:
ïðè òåìïåðàòóðàõ T Tc�� è äîñòàòî÷íî ìàëûõ çíà÷å-
íèÿõ ñèëîâîãî ïàðàìåòðà � �0 1�� âîçíèêàåò äîâîëüíî
áîëüøàÿ ïëîòíîñòü äèíàìè÷åñêèõ äèñëîêàöèé �d ,
êîòîðûå äâèæóòñÿ ñ îêîëîçâóêîâûìè ñêîðîñòÿìè
V V cN d t� � è äèñëîêàöèîííûé ïîòîê ïðèîáðåòàåò
ïðåèìóùåñòâåííî äèíàìè÷åñêèé õàðàêòåð.
Âîçìîæíîñòü ðåàëèçàöèè âòîðîé ñèòóàöèè ñâÿçàíà
êàê ñ îáùåé íåñòàáèëüíîñòüþ äèñëîêàöèîííîãî ïîòî-
êà ïðè çíà÷åíèÿõ ýôôåêòèâíîãî íàïðÿæåíèÿ � �* � P ,
òàê è ñ ïðîÿâëåíèåì èíåðöèîííûõ ñâîéñòâ äèñëîêàöè-
îííûõ ñòðóí ïðè ìàëîé âåëè÷èíå êîýôôèöèåíòà ýëåê-
òðîííîãî òðåíèÿ B BS N�� [22].  ýòîì ñëó÷àå êèíå-
òèêà íåñòàöèîíàðíîé ïîëçó÷åñòè ïîñëå çàâåðøåíèÿ
ïåðåõîäíîé ñòàäèè ïðè t t tNS r� � � áóäåò îïðåäåëÿòü-
ñÿ óðàâíåíèåì
� ( )� �S d dSb V T , (Ï.15)
à òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ñêîðîñòè äèíàìè÷åñêî-
ãî äâèæåíèÿ äèñëîêàöèé îïèñûâàåòñÿ ôîðìóëàìè
(Ï.9)–(Ï.11).
Çàòóõàíèå äèíàìè÷åñêîé ïîëçó÷åñòè ñ òå÷åíèåì
âðåìåíè åñòåñòâåííî ñâÿçûâàòü ñ ïðîöåññàìè «èñòî-
ùåíèÿ» ïëîòíîñòè áûñòðûõ äèñëîêàöèé. Óìåíüøåíèå
�d â ïðîöåññå ïîëçó÷åñòè îáóñëîâëåíî êàê âûõîäîì
áûñòðûõ äèñëîêàöèé íà ïîâåðõíîñòü îáðàçöà, òàê è
ñóùåñòâåííîé ïðîñòðàíñòâåííîé íåîäíîðîäíîñòüþ
ïîëåé âíóòðåííèõ íàïðÿæåíèé â êðèñòàëëå è íàëè÷è-
åì îáëàñòåé ñ âûñîêèìè çíà÷åíèÿìè � � �i P�
, êî-
òîðûå «íåïðîíèöàåìû» äëÿ äèíàìè÷åñêîãî äèñëîêàöè-
îííîãî ïîòîêà. Ó÷åò ïðîöåññà «èñòîùåíèÿ» ïëîòíîñòè
áûñòðûõ äèñëîêàöèé â óðàâíåíèè (Ï.15) ìîæíî îñóùå-
ñòâèòü ñ ïîìîùüþ ôåíîìåíîëîãè÷åñêîãî ñîîòíîøåíèÿ:
� � ��d dt q t( ) [ ( )]
0 1 , (Ï.16)
ãäå �d0 — ïëîòíîñòü áûñòðûõ äèñëîêàöèé â ìîìåíò
íà÷àëà äèíàìè÷åñêîé ñòàäèè êðèâîé ïîëçó÷åñòè
t t t td m NS r � � , à q — êîýôôèöèåíò èñòîùåíèÿ.
Âåëè÷èíû �d0 è q èãðàþò ðîëü ôåíîìåíîëîãè÷åñêèõ
ïàðàìåòðîâ òåîðèè ïîëçó÷åñòè è ïîäëåæàò îïðåäåëå-
íèþ íà îñíîâå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ. Îñíîâû-
âàÿñü íà îáùèõ ñîîáðàæåíèÿõ, ìîæíî îæèäàòü, ÷òî èõ
çíà÷åíèÿ áóäóò âåñüìà ÷óâñòâèòåëüíû ê ñòðóêòóðíîìó
ñîñòîÿíèþ êðèñòàëëè÷åñêîãî îáðàçöà è ìîãóò çàâè-
ñåòü îò òåìïåðàòóðû.
Îáúåäèíÿÿ (Ï.15) è (Ï.16), ïîëó÷èì óðàâíåíèå,
îïèñûâàþùåå äèíàìè÷åñêóþ ñòàäèþ ïîëçó÷åñòè ïî-
ñëå NS-ïåðåõîäà:
d
dt
t t C tS S d d S[ ( )] � ( ) ( )�� � ��
, (Ï.17)
� ( )� �S d d dSt b V 0 , C q td S d � ( )� .
Ðåøåíèå óðàâíåíèÿ (Ï.17) äàåò ýêñïîíåíöèàëüíóþ çà-
âèñèìîñòü îò âðåìåíè ïðèðàùåíèÿ äåôîðìàöèè íà
ïðîòÿæåíèè äèíàìè÷åñêîé ñòàäèè:
�� �S S d dt q q t t t( ) { exp[ � ( )( )]}
1 1 , t t d- .
(Ï.18)
Ôëóêòóàöèîííàÿ ñòàäèÿ
Àíàëèç ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ ïîêàçûâàåò,
÷òî äèíàìè÷åñêàÿ ñòàäèÿ ïîëçó÷åñòè, åñëè îíà âîçíè-
êàåò, îïðåäåëÿåòñÿ áûñòðûì äâèæåíèåì îòíîñèòåëüíî
íåáîëüøîãî êîëè÷åñòâà äèñëîêàöèé � �d f0 �� . Ïîýòî-
ìó ìîæíî ïðåäïîëàãàòü, ÷òî çà âðåìÿ t tf NS
ñðåäíÿÿ
ïëîòíîñòü äèñëîêàöèé â êðèñòàëëå, à âìåñòå ñ íåé
è õàðàêòåðíîå çíà÷åíèå âíóòðåííèõ íàïðÿæåíèé � i ,
ïðàêòè÷åñêè íå èçìåíÿþòñÿ. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî çíà-
÷åíèÿ ýôôåêòèâíîãî íàïðÿæåíèÿ �� è ñèëîâîãî
ïàðàìåòðà � � â ìîìåíò íà÷àëà ôëóêòóàöèîííîé ñòà-
äèè t f ñîâïàäàåò ñ èõ çíà÷åíèÿìè � �
� è � �0 (Ï.7) â
ìîìåíò t NS . Çàòóõàíèå ôëóêòóàöèîííîé ïîëçó÷åñòè
ïðè t t f� ÿâëÿåòñÿ ñëåäñòâèåì äåôîðìàöèîííîãî
óïðî÷íåíèÿ (íàêîïëåíèÿ â êðèñòàëëå íåïîäâèæíûõ
äèñëîêàöèé). Ýòîò ýôôåêò â òåîðèè ïîëçó÷åñòè îáû÷-
íî îïèñûâàåòñÿ ôåíîìåíîëîãè÷åñêèì ñîîòíîøåíèåì:
� � ����
� �
( ) ( ),t t t > tf, (Ï.19)
ãäå � — êîýôôèöèåíò óïðî÷íåíèÿ.  îáùåì ñëó÷àå
ýòîò êîýôôèöèåíò ìîæåò çàâèñåòü îò òåìïåðàòóðû è
ñòðóêòóðíîãî ñîñòîÿíèÿ êðèñòàëëà (íàïðèìåð, îò âå-
ëè÷èíû ñóììàðíîé ïëàñòè÷åñêîé äåôîðìàöèè), à òàê-
æå èìååò ðàçëè÷íûå çíà÷åíèÿ â íîðìàëüíîì è ñâåðõ-
ïðîâîäÿùåì ñîñòîÿíèÿõ (� �S N� ) [8,23].
 êîíå÷íîì èòîãå îïèñàíèå ôëóêòóàöèîííîé ñòà-
äèè ïîëçó÷åñòè ïîñëå NS-ïåðåõîäà ñâîäèòñÿ ê óðàâíå-
íèÿì
d
dt
a b
H
kT T B
S f kS
c
S
( ) ( ) exp
( , , )
/
/
�� � �
�
�
�
�
�
�
� �0
1 2
5 4
2
v
�
#
$
!
%!
,
(Ï.20)
� �
�
�
��� � �0
S
P
S .
Ïðèðàùåíèå äåôîðìàöèè â ïðåäåëàõ îòäåëüíîé
ñòàäèè ïîëçó÷åñòè ÿâëÿåòñÿ î÷åíü ìàëûì, ÷òî ïîçâî-
ëÿåò â ïåðâîì èç ýòèõ óðàâíåíèé ïîêàçàòåëü ýêñïîíåí-
òû çàïèñàòü â ëèíåéíîì ïðèáëèæåíèè ïî �� S .  ýòîì
652 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6
Â.Ä. Íàöèê, Â.Ï. Ñîëäàòîâ, Ã.È. Êèðè÷åíêî, Ë.Ã. Èâàí÷åíêî
ïðèáëèæåíèè ôëóêòóàöèîííàÿ ñòàäèÿ ïîëçó÷åñòè
îïèñûâàåòñÿ óðàâíåíèåì
ln[ ( )] ln � ( ) ,
d
dt
t CS S f f S�� � ��
t t f� . (Ï.21)
Ðåøåíèå ýòîãî óðàâíåíèÿ äàåò ëîãàðèôìè÷åñêèé çà-
êîí äëÿ çàâèñèìîñòè �� S t( ):
�� � � �S f f S f ft t t t( ) ln[ � ( )( ) ]
�
1 1 , t t f� .
(Ï.22)
Ïàðàìåòðû óðàâíåíèÿ (Ï.21) è åãî ðåøåíèÿ (Ï.22)
ñâÿçàíû ñ ïàðàìåòðàìè ðàññìàòðèâàåìîé ìîäåëè ïîë-
çó÷åñòè ñîîòíîøåíèÿìè
� ( ) ( , , );� � ��S f f f St bV T B � (Ï.23)
�
�
�
�
�
f f
P p
c S
g
P
S c
C
s k
H
T T
A
kTA
H
�
&
'
((
)
*
++
1
02
4
5
2
�
, ;
4/5
, .T T Tg c�� �
�
!
!
"
!
!
(Ï.24)
Îòìåòèì, ÷òî èçìåðåíèÿ â ýêñïåðèìåíòàõ êîýôôè-
öèåíòà ëîãàðèôìè÷åñêîé ïîëçó÷åñòè� �f T( , ) ïðè ðàç-
ëè÷íûõ çíà÷åíèÿõ ïîëíîé äåôîðìàöèè � è òåìïåðàòó-
ðû T ïîçâîëÿþò ïîëó÷èòü ýìïèðè÷åñêèå îöåíêè äëÿ
êî ýôôèöèåíò à äå ôîðìàöèîííîãî óïðî÷íåíèÿ
� �S T( , ), åñëè èçâåñòíû çíà÷åíèÿ äðóãèõ ïàðàìåòðîâ â
ôîðìóëàõ (24).
Îòäåëüíîãî îáñóæäåíèÿ çàñëóæèâàåò òåìïåðàòóð-
íàÿ çàâèñèìîñòü õàðàêòåðèñòèê ïîëçó÷åñòè, èíèöèè-
ðîâàííîé NS-ïåðåõîäîì, âáëèçè êðèòè÷åñêîé òåìïå-
ðàòóðû T T Tc0 � � . Àíàëèç ôîðìóë (Ï.2)–(Ï.4) è
(Ï.23) ïîêàçûâàåò, ÷òî ïðè ýòèõ òåìïåðàòóðàõ ãëàâ-
íóþ ðîëü èãðàåò ðåçêîå óâåëè÷åíèå ïîñëå NS-ïåðåõî-
äà ñêîðîñòè êèíêîâ v vSk kN SF T ( ) â ôîðìóëå (Ï.2).
Ïðåíåáðåãàÿ ñëàáûì âëèÿíèåì ýëåêòðîííîãî òðåíèÿ
íà ýôôåêòèâíóþ òåìïåðàòóðó T � (Ï.3), ïîëó÷èì:
� ( ) �
( , , )
( , , )
�� �
�
�
�
�
�
S f
f S
f N
t
V T B
V T B
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�st s1 t st
[ ( ) ]� ,F TS 1 �
T T Tc c
�� . (Ï.25)
Îòñþäà âèäíî, ÷òî ïðè T Tc� ñêà÷îê ñêîðîñòè ïîëçó-
÷åñòè èñ÷åçàåò, òàê êàê F TS c( ) 1.  ðåçóëüòàòå ýòîãî
èñ÷åçàþò ïîëíîå ïðèðàùåíèå äåôîðìàöèè ïîëçó÷åñ-
òè è âñå åå ñòàäèè.
 çàêëþ÷åíèå àâòîðû âûðàæàþò áëàãîäàðíîñòü Ñ.Ý.
Øóìèëèíó çà ïîëåçíîå îáñóæäåíèå ðåçóëüòàòîâ ðàáîòû.
1. Â.È. Ñòàðöåâ, Â.ß. Èëüè÷åâ, Â.Â. Ïóñòîâàëîâ, Ïëàñ-
òè÷íîñòü è ïðî÷íîñòü ìåòàëëîâ è ñïëàâîâ ïðè íèçêèõ
òåìïåðàòóðàõ, Ìåòàëëóðãèÿ, Ìîñêâà (1975).
2. Â.Ï. Ñîëäàòîâ, Â.È. Ñòàðöåâ, Ò.È. Âàéíáëàò, Ïðå-
ïðèíò ÔÒÈÍÒ ÀÍ ÓÑÑÐ, Õàðüêîâ (1969); Phys. Status
Solidi A1, 47 (1970).
3. È.À. Ãèíäèí, Á.Ã. Ëàçàðåâ, ß.Ä. Ñòàðîäóáîâ, Ïðåïðèíò
ÕÔÒÈ ¹36, Õàðüêîâ (1969); È.À. Ãèíäèí, Á.Ã. Ëàçàðåâ,
ß.Ä. Ñòàðîäóáîâ, ÄÀÍ ÑÑÑÐ 188 , 803 (1969).
4. Ì.È. Êàãàíîâ, Â.ß. Êðàâ÷åíêî, Â.Ä. Íàöèê, ÓÔÍ 111,
655 (1973).
5. Â.Â. Ïóñòîâàëîâ, Â.Ñ. Ôîìåíêî, ÔÍÒ 32, 3 (2006)
[Low Temp. Phys. 32, 1 (2006)].
6. Â.Ï. Ñîëäàòîâ, Â.Ä. Íàöèê, Ã.È. Êèðè÷åíêî, ÔÍÒ 27,
1421 (2001) [Low Temp. Phys. 27, 1048 (2001)].
7. Â.Ä. Íàöèê, Â.Ï. Ñîëäàòîâ, Ã.È. Êèðè÷åíêî, Ë.Ã.
Èâàí÷åíêî, ÔÍÒ 29, 451 (2003) [Low Temp. Phys. 29,
340 (2003)].
8. Â.Ä. Íàöèê, Â.Ï. Ñîëäàòîâ, Ã.È. Êèðè÷åíêî, Ë.Ã.
Èâàí÷åíêî, ÔÍÒ 32, 1566 (2006) [Low Temp. Phys. 32,
1194 (2006)].
9. Â.Ä. Íàöèê, Â.Ï. Ñîëäàòîâ, Ë.Ã. Èâàí÷åíêî, Ã.È. Êè-
ðè÷åíêî, ÔÍÒ 30, 340 (2004) [Low Temp. Phys. 30, 253
(2004)].
10. Ô. Ãàðîôàëî, Çàêîíû ïîëçó÷åñòè è äëèòåëüíîé ïðî÷-
íîñòè ìåòàëëîâ, Ìåòàëëóðãèÿ, Ìîñêâà (1968).
11. Á.Â. Ïåòóõîâ, Â.Ë. Ïîêðîâñêèé, ÆÝÒÔ 63, 634 (1973).
12. Â.Ä. Íàöèê, Ã.È. Êèðè÷åíêî, Â.Â. Ïóñòîâàëîâ, Â.Ï.
Ñîëäàòîâ, Ñ.Ý. Øóìèëèí, ÔÍÒ 22, 965 (1996).
13. Ì.Ì. Êàëóãèí, Â.Ä. Íàöèê, Â.Ï. Ñîëäàòîâ, È.À. Øå-
ïåëü, ÔÍÒ 19, 713 (1993) [Low Temp. Phys. 19, 512
(1993)].
14. Ì.Â. Çèíîâüåâ, Â.À. Êîâàëü, Ë.È. Äàíèëåíêî, Â.Ï.
Ñîëäàòîâ, Ïðîáëåìû ïðî÷íîñòè, ¹ 6, 92 (1970).
15. Ë.È. Äàíèëåíêî, Ì.Â. Çèíîâüåâ, Â.À. Êîâàëü, Â.Ï.
Ñîëäàòîâ, â ñá.: Ôèçèêà êîíäåíñèðîâàííîãî ñîñòîÿ-
íèÿ, ÔÒÈÍÒ ÀÍ ÓÑÑÐ, Õàðüêîâ (1971), âûï. 12, ñ. 4.
16. Þ.Ã. Êàçàðîâ, â ñá.: Ôèçèêà êîíäåíñèðîâàííîãî ñî-
ñòîÿíèÿ, ÔÒÈÍÒ ÀÍ ÓÑÑÐ, Õàðüêîâ (1973), âûï. 11,
ñ. 100.
17. Ã.È. Êèðè÷åíêî, Ñ.Ý. Øóìèëèí, ÔÍÒ 12, 93 (1986).
18. Äæ. Êýé, Ò. Ëýáè, Òàáëèöû ôèçè÷åñêèõ è õèìè÷åñêèõ
ïîñòîÿííûõ, Èçä-âî ôèç.-ìàò. ëèò., Ìîñêâà (1962);
Ó. ×àéëäñ, Ôèçè÷åñêèå ïîñòîÿííûå, Èçä-âî ôèç.-ìàò.
ëèò., Ìîñêâà (1961).
19. À. Zeeger, Zs. Metallkunde B72, 369 (1981).
20. D. Rogula, Bull. Acad. Pol. Science, Ser. Science Techn.
13, 585 (1965); ibid. 14, 159 (1966).
21. Â.È. Àëüøèö, Â.Ë. Èíäåíáîì, ÓÔÍ 115, 3 (1975).
22. T. Suzuki and M. Koizumi, Philos. Mag. A67, 1153
(1993).
23. Â.Â. Ïóñòîâàëîâ, È.Í. Êóçüìåíêî, Í.Â. Èñàåâ, Â.Ñ.
Ôîìåíêî, Ñ.Ý. Øóìèëèí, ÔÍÒ 30, 109 (2004) [Low
Temp. Phys. 30, 82 (2004)].
Äèíàìè÷åñêèå äèñëîêàöèîííûå ýôôåêòû â íèçêîòåìïåðàòóðíîé ïîëçó÷åñòè ìîíîêðèñòàëëîâ �-îëîâà
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6 653
Dynamical dislocation effects in
low-temperature NS-induced transition creep of
�-Sn single crystals
V.D. Natsik, V.P. Soldatov, G.I. Kirichenko,
and L.G. Ivanchenko
Low-temperature creep has been studied on
high-purity �-Sn single crystals orinted for
(100)<010> plastic slip. The experiments were con-
ducted at tempetatures 0.5 < T < Tc where Tc � 3.7 K
is the critical temperature of the supercondacting
transition. The samples were loaded to above the
yield point and there occurred a transient creep initi-
ated by the normal (N) — superconducting (S) state
transition. It is found that the time dependence of de-
formation increase after the NS-transition consists of
three stages: trasient, exponential and logarithmied.
To make a physical interpretation of these stages, a
creep theory has been developed (see saplement)
which is based on the concepts of thermally acti-
vated, quantum (tunnel) and dynamical motions of
dislocations in the potential Peierls relief with due
account of there electron and radiation retardation.
The specific features of individual creep stages as-
sociated with the dynamical properties of the disloca-
tion strings are analysed in detail. The superconduct-
ing tansition of the samples results in a sharp
decrease of the contribution of the dislocation flow
dynamical component to creep rate. Comparison be-
tween the experimental and theoretical data permits
the empirical values of aome phenomenological pa-
rameters of the dislocation model to be obtained.
PACS: 62.20.Hg Creep;
74.25.Ld Mechanical and acoustical proper-
ties, elasticity, and ultrasonic attenuation.
Keywords: low temperature, tin, superconductivity,
creep, dislocations.
654 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2009, ò. 35, ¹ 6
Â.Ä. Íàöèê, Â.Ï. Ñîëäàòîâ, Ã.È. Êèðè÷åíêî, Ë.Ã. Èâàí÷åíêî
|