Низкотемпературные аномалии омических потерь в диапазоне частот 0–100 МГц, теплоемкости и линейных размеров образцов урана и некоторых его соединений
Впервые на основании полученных экспериментальных данных по измерению теплоемкости и электросопротивления установлено существование их аномалий в α -уране и соединениях UCu₅Al, UCu₄Al₈, UFe₄Al₈ и U₃Ni₃Sn₄ при температурах вблизи 60 К, а также в окрестности переходов α₁(43 К), α₂(37 К) и α₃(23 К). Пр...
Збережено в:
| Дата: | 2004 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2004
|
| Назва видання: | Физика низких температур |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/119738 |
| 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: | Низкотемпературные аномалии омических потерь в диапазоне частот 0–100 МГц, теплоемкости и линейных размеров образцов урана и некоторых его соединений / В.М. Дмитриев, Н.Н. Пренцлау, А.М. Гуревич, Л.А. Ищенко, В. Суски, А.В. Терехов, Р. Троч // Физика низких температур. — 2004. — Т. 30, № 6. — С. 644-657. — Бібліогр.: 37 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-119738 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1197382025-02-09T14:19:39Z Низкотемпературные аномалии омических потерь в диапазоне частот 0–100 МГц, теплоемкости и линейных размеров образцов урана и некоторых его соединений Low-temperature anomalies of Ohmic losses in а frequency range 0–100 MHz, heat capacity and linear sizes of samples of uranium and some of its compounds Дмитриев, В.М. Пренцлау, Н.Н. Гуревич, А.М. Ищенко, Л.А. Суски, В. Терехов, А.В. Троч, Р. Электpонные свойства металлов и сплавов Впервые на основании полученных экспериментальных данных по измерению теплоемкости и электросопротивления установлено существование их аномалий в α -уране и соединениях UCu₅Al, UCu₄Al₈, UFe₄Al₈ и U₃Ni₃Sn₄ при температурах вблизи 60 К, а также в окрестности переходов α₁(43 К), α₂(37 К) и α₃(23 К). Предполагается, что эти аномалии в соединениях, содержащих уран в качестве компонента, вызваны именно ураном. Найдено, что в UCu₅Al характер зависимости омических потерь изменяется с полупроводникового при T > TN (TN = 20 К) на металлический при T < TN. Обнаружено изменение размеров образцов α-урана и соединения UCu₅Al при их многократном термоциклировании от комнатной до низких температур. Вперше на підставі отриманих експериментальних даних по вимірюванню теплоємності та електроопору виявлено існування їх аномалій в α-урані та сполукахUCu₅Al, UCu₄Al₈, UFe₄Al₈ та U₃Ni₃Sn₄ при температурах поблизу 60 К, а також поблизу α₁(43 К), α₂(37 К)) та α₃(23 К). Припускається, що ці аномалії в сполуках, що містять уран як компонент, викликані саме ураном. Знайдено, що в UCu₅Al характер залежності омічних втрат змінюється з напівпровідникового при T > TN (TN = 20 К) на металевий при T < TN. Виявлено зміну розмірів зразків α-урану та сполуки UCu₅Al при їх багаторазовому термоциклюванні від кімнатної до низьких температур. On the basis of experimental results, the anomalies of heat capacity and electrical resistance were detected for the first time in α-uranium and UCu₅Al, UCu₄Al₈, UFe₄Al₈, U₃Ni₃Sn₄ compounds in the vicinity of 60 K and α₁(43 К), α₂(37 К) and α₃(23 К) transitions. The anomalies in these compounds are presumably attributed to the effect of uranium. It is found that in UCu₅Al the dependence of Ohmic losses changes its nature from semiconducting at T > TN (TN = 20 K) to metallic at T < TN . The dimensions of the α-U and UCu₅Al samples vary on repeated thermocycling from room to low temperatures. Авторы благодарны А.И. Прохватилову за прочтение рукописи, ценные замечания и полезные обсуждения. 2004 Article Низкотемпературные аномалии омических потерь в диапазоне частот 0–100 МГц, теплоемкости и линейных размеров образцов урана и некоторых его соединений / В.М. Дмитриев, Н.Н. Пренцлау, А.М. Гуревич, Л.А. Ищенко, В. Суски, А.В. Терехов, Р. Троч // Физика низких температур. — 2004. — Т. 30, № 6. — С. 644-657. — Бібліогр.: 37 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 71.20.Gj, 72.10.Fk https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/119738 ru Физика низких температур application/pdf Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Электpонные свойства металлов и сплавов Электpонные свойства металлов и сплавов |
| spellingShingle |
Электpонные свойства металлов и сплавов Электpонные свойства металлов и сплавов Дмитриев, В.М. Пренцлау, Н.Н. Гуревич, А.М. Ищенко, Л.А. Суски, В. Терехов, А.В. Троч, Р. Низкотемпературные аномалии омических потерь в диапазоне частот 0–100 МГц, теплоемкости и линейных размеров образцов урана и некоторых его соединений Физика низких температур |
| description |
Впервые на основании полученных экспериментальных данных по измерению теплоемкости и электросопротивления установлено существование их аномалий в α -уране и соединениях UCu₅Al, UCu₄Al₈, UFe₄Al₈ и U₃Ni₃Sn₄ при температурах вблизи 60 К, а также в окрестности переходов α₁(43 К), α₂(37 К) и α₃(23 К). Предполагается, что эти аномалии в соединениях, содержащих уран в качестве компонента, вызваны именно ураном. Найдено, что в UCu₅Al характер зависимости омических потерь изменяется с полупроводникового при T > TN (TN = 20 К) на металлический при T < TN. Обнаружено изменение размеров образцов α-урана и соединения UCu₅Al при их многократном термоциклировании от комнатной до низких температур. |
| format |
Article |
| author |
Дмитриев, В.М. Пренцлау, Н.Н. Гуревич, А.М. Ищенко, Л.А. Суски, В. Терехов, А.В. Троч, Р. |
| author_facet |
Дмитриев, В.М. Пренцлау, Н.Н. Гуревич, А.М. Ищенко, Л.А. Суски, В. Терехов, А.В. Троч, Р. |
| author_sort |
Дмитриев, В.М. |
| title |
Низкотемпературные аномалии омических потерь в диапазоне частот 0–100 МГц, теплоемкости и линейных размеров образцов урана и некоторых его соединений |
| title_short |
Низкотемпературные аномалии омических потерь в диапазоне частот 0–100 МГц, теплоемкости и линейных размеров образцов урана и некоторых его соединений |
| title_full |
Низкотемпературные аномалии омических потерь в диапазоне частот 0–100 МГц, теплоемкости и линейных размеров образцов урана и некоторых его соединений |
| title_fullStr |
Низкотемпературные аномалии омических потерь в диапазоне частот 0–100 МГц, теплоемкости и линейных размеров образцов урана и некоторых его соединений |
| title_full_unstemmed |
Низкотемпературные аномалии омических потерь в диапазоне частот 0–100 МГц, теплоемкости и линейных размеров образцов урана и некоторых его соединений |
| title_sort |
низкотемпературные аномалии омических потерь в диапазоне частот 0–100 мгц, теплоемкости и линейных размеров образцов урана и некоторых его соединений |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| publishDate |
2004 |
| topic_facet |
Электpонные свойства металлов и сплавов |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/119738 |
| citation_txt |
Низкотемпературные аномалии омических потерь в диапазоне частот 0–100 МГц, теплоемкости и линейных размеров образцов урана и некоторых его соединений / В.М. Дмитриев, Н.Н. Пренцлау, А.М. Гуревич, Л.А. Ищенко, В. Суски, А.В. Терехов, Р. Троч // Физика низких температур. — 2004. — Т. 30, № 6. — С. 644-657. — Бібліогр.: 37 назв. — рос. |
| series |
Физика низких температур |
| work_keys_str_mv |
AT dmitrievvm nizkotemperaturnyeanomaliiomičeskihpoterʹvdiapazonečastot0100mgcteploemkostiilinejnyhrazmerovobrazcovuranainekotoryhegosoedinenij AT prenclaunn nizkotemperaturnyeanomaliiomičeskihpoterʹvdiapazonečastot0100mgcteploemkostiilinejnyhrazmerovobrazcovuranainekotoryhegosoedinenij AT gurevičam nizkotemperaturnyeanomaliiomičeskihpoterʹvdiapazonečastot0100mgcteploemkostiilinejnyhrazmerovobrazcovuranainekotoryhegosoedinenij AT iŝenkola nizkotemperaturnyeanomaliiomičeskihpoterʹvdiapazonečastot0100mgcteploemkostiilinejnyhrazmerovobrazcovuranainekotoryhegosoedinenij AT suskiv nizkotemperaturnyeanomaliiomičeskihpoterʹvdiapazonečastot0100mgcteploemkostiilinejnyhrazmerovobrazcovuranainekotoryhegosoedinenij AT terehovav nizkotemperaturnyeanomaliiomičeskihpoterʹvdiapazonečastot0100mgcteploemkostiilinejnyhrazmerovobrazcovuranainekotoryhegosoedinenij AT tročr nizkotemperaturnyeanomaliiomičeskihpoterʹvdiapazonečastot0100mgcteploemkostiilinejnyhrazmerovobrazcovuranainekotoryhegosoedinenij AT dmitrievvm lowtemperatureanomaliesofohmiclossesinafrequencyrange0100mhzheatcapacityandlinearsizesofsamplesofuraniumandsomeofitscompounds AT prenclaunn lowtemperatureanomaliesofohmiclossesinafrequencyrange0100mhzheatcapacityandlinearsizesofsamplesofuraniumandsomeofitscompounds AT gurevičam lowtemperatureanomaliesofohmiclossesinafrequencyrange0100mhzheatcapacityandlinearsizesofsamplesofuraniumandsomeofitscompounds AT iŝenkola lowtemperatureanomaliesofohmiclossesinafrequencyrange0100mhzheatcapacityandlinearsizesofsamplesofuraniumandsomeofitscompounds AT suskiv lowtemperatureanomaliesofohmiclossesinafrequencyrange0100mhzheatcapacityandlinearsizesofsamplesofuraniumandsomeofitscompounds AT terehovav lowtemperatureanomaliesofohmiclossesinafrequencyrange0100mhzheatcapacityandlinearsizesofsamplesofuraniumandsomeofitscompounds AT tročr lowtemperatureanomaliesofohmiclossesinafrequencyrange0100mhzheatcapacityandlinearsizesofsamplesofuraniumandsomeofitscompounds |
| first_indexed |
2025-11-26T19:06:20Z |
| last_indexed |
2025-11-26T19:06:20Z |
| _version_ |
1849880985613631488 |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6, ñ. 644–657
Íèçêîòåìïåðàòóðíûå àíîìàëèè îìè÷åñêèõ ïîòåðü â
äèàïàçîíå ÷àñòîò 0–100 ÌÃö, òåïëîåìêîñòè è
ëèíåéíûõ ðàçìåðîâ îáðàçöîâ óðàíà è íåêîòîðûõ åãî
ñîåäèíåíèé
Â.Ì. Äìèòðèåâ1,2, Í.Í. Ïðåíöëàó1, À.Ì. Ãóðåâè÷1, Ë.À. Èùåíêî1,
Â. Ñóñêè2,3, À.Â. Òåðåõîâ1, Ð. Òðî÷3
1 Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò íèçêèõ òåìïåðàòóð èì. Á.È. Âåðêèíà ÍÀÍ Óêðàèíû
ïð. Ëåíèíà, 47, ã. Õàðüêîâ, 61103, Óêðàèíà
E-mail: dmitriev@ilt.kharkov.ua
2 Ìåæäóíàðîäíàÿ ëàáîðàòîðèÿ ñèëüíûõ ìàãíèòíûõ ïîëåé è íèçêèõ òåìïåðàòóð
óë. Ãàéîâèöêàÿ, 95, ã. Âðîöëàâ, 53-421, Ïîëüøà
3 W. Trzebiatowski Institute for Low Temperature and Structure Research,
Polish Academy of Sciences, P.O. Box 1410, 50-950, Wroclaw, Poland
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 11 ôåâðàëÿ 2004 ã.
Âïåðâûå íà îñíîâàíèè ïîëó÷åííûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ ïî èçìåðåíèþ òåïëîåìêîñòè
è ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ óñòàíîâëåíî ñóùåñòâîâàíèå èõ àíîìàëèé â �-óðàíå è ñîåäèíåíèÿõ
UCu5Al, UCu4Al8, UFe4Al8 è U3Ni3Sn4 ïðè òåìïåðàòóðàõ âáëèçè 60 Ê, à òàêæå â îêðåñòíîñòè
ïåðåõîäîâ �1(43 Ê), �2(37 Ê) è �3(23 Ê). Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ýòè àíîìàëèè â ñîåäèíåíèÿõ,
ñîäåðæàùèõ óðàí â êà÷åñòâå êîìïîíåíòà, âûçâàíû èìåííî óðàíîì. Íàéäåíî, ÷òî â UCu5Al õà-
ðàêòåð çàâèñèìîñòè îìè÷åñêèõ ïîòåðü èçìåíÿåòñÿ ñ ïîëóïðîâîäíèêîâîãî ïðè T > TN (TN = 20 Ê)
íà ìåòàëëè÷åñêèé ïðè T < TN. Îáíàðóæåíî èçìåíåíèå ðàçìåðîâ îáðàçöîâ �-óðàíà è ñîåäèíåíèÿ
UCu5Al ïðè èõ ìíîãîêðàòíîì òåðìîöèêëèðîâàíèè îò êîìíàòíîé äî íèçêèõ òåìïåðàòóð.
Âïåðøå íà ï³äñòàâ³ îòðèìàíèõ åêñïåðèìåíòàëüíèõ äàíèõ ïî âèì³ðþâàííþ òåïëîºìíîñò³ òà
åëåêòðîîïîðó âèÿâëåíî ³ñíóâàííÿ ¿õ àíîìàë³é â �-óðàí³ òà ñïîëóêàõ UCu5Al, UCu4Al8,
UFe4Al8 ³ U3Ni3Sn4 ïðè òåìïåðàòóðàõ ïîáëèçó 60 Ê, à òàêîæ ïîáëèçó ïåðåõîä³â �1(43 Ê),
�2(37 Ê) òà �3(23 Ê). Ïðèïóñêàºòüñÿ, ùî ö³ àíîìà볿 â ñïîëóêàõ, ùî ì³ñòÿòü óðàí ÿê êîìïî-
íåíò, âèêëèêàí³ ñàìå óðàíîì. Çíàéäåíî, ùî â UCu5Al õàðàêòåð çàëåæíîñò³ îì³÷íèõ âòðàò
çì³íþºòüñÿ ç íàï³âïðîâ³äíèêîâîãî ïðè T > TN (TN = 20 Ê) íà ìåòàëåâèé ïðè T < TN. Âèÿâëåíî
çì³íó ðîçì³ð³â çðàçê³â �-óðàíó òà ñïîëóêè UCu5Al ïðè ¿õ áàãàòîðàçîâîìó òåðìîöèêëþâàíí³ â³ä
ê³ìíàòíî¿ äî íèçüêèõ òåìïåðàòóð.
PACS: 71.20.Gj, 72.10.Fk
1. Ââåäåíèå
Èç ðàáîò [1,2] ñëåäóåò, ÷òî âûøå òåìïåðàòóðû
ñâåðõïðîâîäÿùåãî ïåðåõîäà (Tc = 1,5 Ê) óäåëüíîå
ýëåêòðè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå � �-óðàíà ñ ðîñòîì
òåìïåðàòóðû óâåëè÷èâàåòñÿ ïðàêòè÷åñêè ëèíåéíî è
ìîíîòîííî. Ïðè ýòîì íà òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè
óäåëüíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ, à òàêæå
òåïëîåìêîñòè îòñóòñòâóþò êàêèå-ëèáî àíîìàëüíûå
îòêëîíåíèÿ ýòèõ âåëè÷èí. Îäíàêî â áîëåå ïîçäíåé
ðàáîòå [3] ïîêàçàíî, ÷òî íà êðèâûõ �(T) è C(T) ìî-
íîêðèñòàëëè÷åñêîãî �-óðàíà ïðè òåìïåðàòóðàõ îêî-
ëî 42, 37 è 23 Ê èìåþò ìåñòî îñîáåííîñòè êàê óäåëü-
íîãî ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ, òàê è òåïëîåìêîñòè.
Óêàæåì, ÷òî àâòîðû íåêîòîðûõ ðàáîò, íàïðèìåð
[4–12], íà òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòÿõ äðóãèõ ôè-
çè÷åñêèõ âåëè÷èí òàêæå íàáëþäàëè èõ àíîìàëèè
ïðè ýòèõ òåìïåðàòóðàõ. Òàê êàê âïåðâûå ïðè óêà-
© Â.Ì. Äìèòðèåâ, Í.Í. Ïðåíöëàó, À.Ì. Ãóðåâè÷, Ë.À. Èùåíêî, Â. Ñóñêè, À.Â. Òåðåõîâ, Ð. Òðî÷, 2004
çàííûõ òåìïåðàòóðàõ áûëè îáíàðóæåíû àíîìàëèè
èìåííî ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè îòíîñèòåëüíî
ðåãóëÿðíîé çàâèñèìîñòè �(T), îíè ïîëó÷èëè íàçâà-
íèå «ìàãíèòíûõ ïåðåõîäîâ» è îáîçíà÷àþòñÿ êàê ïå-
ðåõîä �1(43 Ê), �2(37 Ê) è �3(23 Ê) [4].
Êðîìå ïåðå÷èñëåííûõ îñîáåííîñòåé òåìïåðàòóð-
íûõ çàâèñèìîñòåé ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí óðàíà, óêà-
æåì åùå íà ñëåäóþùóþ. Ñîãëàñíî [1,13], ïðè T <
< 60 Ê íà ìîíîêðèñòàëëå �-óðàíà íàáëþäàåòñÿ óâå-
ëè÷åíèå ëèíåéíûõ ðàçìåðîâ îáðàçöà ïðè ïîíèæå-
íèè òåìïåðàòóðû. Ðåíòãåíîñòðóêòóðíûé àíàëèç
ïîäòâåðæäàåò àíîìàëüíîå óâåëè÷åíèå ïàðàìåòðà ðå-
øåòêè à ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãî óðàíà. Îäíàêî íå-
ñìîòðÿ íà òî, ÷òî ïðè T � 60 Ê ìåíÿåòñÿ ïàðàìåòð
ðåøåòêè, â ëèòåðàòóðå ïðàêòè÷åñêè íåò ñâåäåíèé î
òîì, ÷òî ïðè ýòîé òåìïåðàòóðå äîëæíû èìåòü ìåñòî
àíîìàëèè ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí. Îáðàòèì âíèìàíèå
íà òî, ÷òî âáëèçè õàðàêòåðíûõ äëÿ ÷èñòîãî �-óðàíà
òåìïåðàòóð àíîìàëèè ðàçëè÷íûõ ôèçè÷åñêèõ âåëè-
÷èí èìåþò ìåñòî è â íåêîòîðûõ åãî ñîåäèíåíèÿõ
[14–24]. Îáðàùàåò íà ñåáÿ âíèìàíèå òîò èíòåðåñ-
íûé ôàêò, ÷òî èçìåíåíèÿ â ìàãíèòíîé ñòðóêòóðå UP
è UÀs [16] âîçíèêàþò ïðè òåìïåðàòóðàõ, õàðàêòåð-
íûõ äëÿ ÷èñòîãî óðàíà. Îäíàêî â ñîåäèíåíèè ThAs
íèêàêèå àíîìàëèè ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí íà èõ òåìïå-
ðàòóðíûõ çàâèñèìîñòÿõ íå îáíàðóæåíû [4]. Âîçíè-
êàåò åñòåñòâåííûé âîïðîñ î òîì, íå ïåðåíîñèò ëè
óðàí ñâîè îñîáåííîñòè íà ñîåäèíåíèÿ, â êîòîðûå îí
âõîäèò?
Àíàëèçèðóÿ ïðèâåäåííûé âûøå è äàëåêî íå ïîë-
íûé ïåðå÷åíü ðàáîò, ïîñâÿùåííûõ íèçêîòåìïåðà-
òóðíûì àíîìàëèÿì ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí óðàíà è åãî
ñîåäèíåíèé, ìîæíî ïðèéòè ê íåêîòîðûì çàêëþ÷åíè-
ÿì è ïîñòàâèòü ñëåäóþùèå âîïðîñû.
1. Ïðè èññëåäîâàíèÿõ àíîìàëèé ôèçè÷åñêèõ âå-
ëè÷èí óðàíà èñïîëüçîâàëè ìîíîêðèñòàëëû. Ïîýòî-
ìó íåÿñíî, áóäóò ëè èìåòü ìåñòî îñîáåííîñòè, íà-
ïðèìåð, îìè÷åñêèõ ïîòåðü íà èõ òåìïåðàòóðíûõ
çàâèñèìîñòÿõ ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî ìåòàëëà, à òàê-
æå áóäóò ëè îíè ïðîÿâëÿòüñÿ íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ
êàê äëÿ óðàíà, òàê è äëÿ åãî ñîåäèíåíèé.
2. Â áîëüøèíñòâå öèòèðóåìûõ âûøå ðàáîò íà
òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòÿõ ðàçëè÷íûõ ôèçè÷å-
ñêèõ âåëè÷èí óðàíà è åãî ñîåäèíåíèé íàáëþäàåòñÿ,
êàê ïðàâèëî, îäíà-äâå àíîìàëèè. Â òî æå âðåìÿ â
ðàáîòàõ [3,4,21] íàáëþäàëèñü òðè àíîìàëèè ïðè õà-
ðàêòåðíûõ òåìïåðàòóðàõ 43, 37 è 23 Ê. Îäíàêî íàì
íå èçâåñòíû ðàáîòû, â êîòîðûõ íà îäíèõ è òåõ æå
îáðàçöàõ íàáëþäàëèñü âñå ÷åòûðå àíîìàëèè êàêî-
ãî-ëèáî ôèçè÷åñêîãî ïàðàìåòðà ïðè õàðàêòåðíûõ
òåìïåðàòóðàõ 60, 43, 37 è 23 Ê.
3. Åñëè, ñîãëàñíî [13], ïðè T � 60 Ê èìååò ìåñòî
àíîìàëüíîå óâåëè÷åíèå ïàðàìåòðà ðåøåòêè à óðàíà
ñ ïîíèæåíèåì òåìïåðàòóðû, òî, âî-ïåðâûõ, ïî÷åìó
íå íàáëþäàëè ðåàêöèè èçìåíåíèÿ ïàðàìåòðà ðåøåò-
êè à íà ýëåêòðè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå óðàíà ïðè
ýòîé òåìïåðàòóðå. Âî-âòîðûõ, èçâåñòíî [1], ÷òî ìíî-
ãîêðàòíîå òåðìîöèêëèðîâàíèå óðàíà äî âûñîêèõ
òåìïåðàòóð ñ ïîñëåäóþùèì åãî îõëàæäåíèåì äî
êîìíàòíûõ ïðèâîäèò ê èçìåíåíèþ ðàçìåðîâ èññëå-
äóåìûõ îáðàçöîâ. Ïðèðîäà ýòîãî ÿâëåíèÿ äî êîíöà
íå âûÿñíåíà. Â ñâÿçè ñ ýòèì íåïîíÿòíî, áóäåò ëè
èìåòü ìåñòî èçìåíåíèå ðàçìåðîâ îáðàçöîâ óðàíà ïðè
èõ ìíîãîêðàòíîì òåðìîöèêëèðîâàíèè íå äî âûñî-
êèõ, à äî êðèîãåííûõ òåìïåðàòóð, è êàêèì îáðàçîì
áóäóò ïðîèñõîäèòü èçìåíåíèÿ ðàçìåðîâ îáðàçöà
óðàíà ïðè ìíîãîêðàòíîì èõ òåðìîöèêëèðîâàíèè äî
T < 60 Ê. Â-òðåòüèõ, áóäóò ëè íàáëþäàòüñÿ àíàëî-
ãè÷íûå èçìåíåíèÿ ðàçìåðîâ îáðàçöîâ ñîåäèíåíèé,
ñîäåðæàùèõ óðàí, ïðè èõ òåðìîöèêëèðîâàíèè.
Öåëü íàñòîÿùåé ðàáîòû — ïîëó÷èòü îòâåòû íà
ïîñòàâëåííûå âîïðîñû. Ãëàâíûì îáðàçîì, íà îñíîâå
àíàëèçà ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðåçóëüòàòîâ óáåäèòüñÿ
â òîì, ÷òî óðàí íàâÿçûâàåò îñîáåííîñòè ñâîèõ ýëåê-
òðîííîé, ìàãíèòíîé è ôîíîííîé ñèñòåì òåì ñîåäèíå-
íèÿì, â êîòîðûå îí âõîäèò. Äëÿ ýòîãî áûëè ïðîâå-
äåíû èññëåäîâàíèÿ òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòåé
îìè÷åñêèõ ïîòåðü è òåïëîåìêîñòè �-óðàíà è íåêîòî-
ðûõ åãî ñîåäèíåíèé â îêðåñòíîñòè òåìïåðàòóð 60,
43, 37 è 23 Ê, à òàêæå èçìåðåíèÿ ðàçìåðîâ ïîëèêðè-
ñòàëëè÷åñêîãî �-óðàíà è ìîíîêðèñòàëëà ñîåäèíåíèÿ
UCu5Al ïðè ìíîãîêðàòíîì èõ òåðìîöèêëèðîâàíèè
äî êðèîãåííûõ òåìïåðàòóð.
2. Îáðàçöû è ìåòîäèêà èçìåðåíèé
Èññëåäîâàëè îáðàçåö ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî
�-óðàíà öèëèíäðè÷åñêîé ôîðìû äèàìåòðîì 8 ìì
è äëèíîé 10 ìì. Èññëåäóåìûå ìîíîêðèñòàëëû
UCu5Al âûðàùåíû ìåòîäîì Áðèäæìåíà â âèäå öè-
ëèíäðà äèàìåòðîì 5,6 ìì è äëèíîé 21,5 ìì (¹ 1), à
òàêæå äèàìåòðîì 3,7 ìì è äëèíîé 10 ìì (¹ 2).
Ìîíîêðèñòàëë UFe4Al8 èìåë ôîðìó öèëèíäðà ñ
äèàìåòðîì 2,6 ìì è äëèíîé 7,6 ìì. Ïîëèêðèñòàëëè-
÷åñêèå îáðàçöû UÑu4Al8 è ñîåäèíåíèé U3Ni3Sn4 ïî-
ëó÷åíû â âèäå òåë ñëîæíîãî ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ ïî
ïðèâåäåííîé â [24] ìåòîäèêå.
Ýòè ñîåäèíåíèÿ áûëè âûáðàíû äëÿ èññëåäîâàíèÿ
òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè Rs ìàòåðèàëîâ ñ ðàçëè÷-
íîé êðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðîé (îðòîðîìáè÷åñêàÿ
ñòðóêòóðà — óðàí, òåòðàãîíàëüíàÿ — UCu5Al, òåò-
ðàãîíàëüíàÿ ñ òèïîì ðåøåòêè ThMn12 — UFe4Al8 è
UCu4Al8, ñòðóêòóðà òèïà ThMn17 — U3Ni3Sn4).
Òåìïåðàòóðíóþ çàâèñèìîñòü ïîâåðõíîñòíîãî ñî-
ïðîòèâëåíèÿ Rs íà ÷àñòîòàõ äî 100 ÌÃö èçìåðÿëè
ðåçîíàòîðíûì ìåòîäîì ñ ïîìîùüþ ïðèâåäåííîãî â
[25] óñòðîéñòâà. Èçìåðåíèÿ �, à òàêæå ïîëíîãî ñî-
ïðîòèâëåíèÿ Z îáðàçöîâ äî 10 ÌÃö ïðîâîäèëè ÷åòû-
ðåõêîíòàêòíûì ìåòîäîì. Òàê êàê ïðåäïîëàãàëîñü,
Íèçêîòåìïåðàòóðíûå àíîìàëèè îìè÷åñêèõ ïîòåðü, òåïëîåìêîñòè è ëèíåéíûõ ðàçìåðîâ îáðàçöîâ óðàíà
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6 645
÷òî àìïëèòóäà àíîìàëèé ïîâåðõíîñòíîãî ñîïðîòèâ-
ëåíèÿ íà çàâèñèìîñòè Rs(T) ìîæåò áûòü íåçíà÷è-
òåëüíà, ïðîâîäèëè 10–15 êðàòíîå èçìåðåíèå ïàðà-
ìåòðîâ èçìåðèòåëüíîãî êîëåáàòåëüíîãî êîíòóðà ñ
îáðàçöàìè, ïîñëå ýòîãî ñòàòèñòè÷åñêè îáðàáàòûâàëè
ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû. Òåïëîåìêîñòü îáðàçöîâ èç-
ìåðÿëè ìåòîäîì àäèàáàòè÷åñêîé êàëîðèìåòðèè ñ
òî÷íîñòüþ 0,5%. Èçìåíåíèå ðàçìåðîâ îáðàçöîâ ïðè
èõ òåðìîöèêëèðîâàíèè äî êðèîãåííûõ òåìïåðàòóð
îïðåäåëÿëè ñ ïîìîùüþ åìêîñòíîãî äèëàòîìåòðà ñ
òî÷íîñòüþ � 2 ìêì.
3. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ðåçóëüòàòû
Îìè÷åñêèå ïîòåðè ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî �-óðàíà
Ýêñïåðèìåíòàëüíî óñòàíîâëåíî, ÷òî � èññëåäóå-
ìîãî îáðàçöà �-óðàíà ëèíåéíî çàâèñèò îò òåìïåðàòó-
ðû (ðèñ. 1,à, êðèâàÿ 1), êàê è â [1]. Ïðè ýòîì
�(300) = 33·10 –8 Îì·ì, à �(20) = 4,4·10–8 Îì·ì, ò.å
�(300)/�(20) = 7,5. Òàêèì îáðàçîì, óäåëüíîå ýëåê-
òðîñîïðîòèâëåíèå èçìåðÿåìîãî îáðàçöà �-óðàíà òè-
ïè÷íî äëÿ ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî ìåòàëëà [1].
Àêòèâíàÿ ñîñòàâëÿþùàÿ Rs ïîëíîãî èìïåäàíñà
ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî �-óðàíà, èçìåðåííàÿ íà ÷àñ-
òîòå 10 ÌÃö, ðàâíà 8·10–3 Îì, à ðåàêòèâíàÿ Xs =
= 7,9·10–3 Îì ïðè T = 300 Ê. Ïðè ýòîì (Rs è Xs ) �
� (�f)0,5 (íà ðèñ. 1,à (êðèâàÿ 2) ïîêàçàíà çàâèñè-
ìîñòü Rs(T)).  òî æå âðåìÿ ðàñ÷åòíûå çíà÷åíèÿ Rs
è Xs ïî ïðèâåäåííûì â [26] óðàâíåíèÿì ðàâíû
3,6·10–3 Îì, ÷òî â 2,2 ðàçà íèæå ýêñïåðèìåíòàëüíîãî.
Îòìåòèì, ÷òî ãëóáèíà ñêèí-ñëîÿ �-óðàíà, âû÷èñ-
ëÿåìàÿ ïî ÷àñòîòå, ïðè êîòîðîé íà÷èíàåòñÿ ðåçêîå
óâåëè÷åíèå çíà÷åíèÿ ïîëíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ Z íà
åãî ÷àñòîòíîé çàâèñèìîñòè ïðè èçìåðåíèè ÷åòûðåõ-
êîíòàêòíûì ìåòîäîì, òàêæå â 2 ðàçà âûøå, ÷åì îï-
ðåäåëÿåìàÿ ïî èçìåðåííûì çíà÷åíèÿì � è Rs:
� �� /Rs [26].
Íà òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòÿõ óäåëüíîãî ýëåê-
òðîñîïðîòèâëåíèÿ, àêòèâíîé è ðåàêòèâíîé ÷àñòåé
èìïåäàíñà �-óðàíà èìååò ìåñòî ðÿä àíîìàëèé ýòèõ
âåëè÷èí â îêðåñòíîñòè õàðàêòåðíûõ òåìïåðàòóð.
Íà ðèñ. 1,á ïðèâåäåíà òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñè-
ìîñòü óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ �(T), à íà ðèñ. 2,à è
2,á ïîâåðõíîñòíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ Rs è ðåàêòèâíîãî
ñîïðîòèâëåíèÿ Xs ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî îáðàçöà
�-óðàíà íà ÷àñòîòå 9 ÌÃö â òåìïåðàòóðíîì èíòåðâà-
ëå 62–50 Ê, ïðèâåäåííûå ê �(62 Ê), Rs(62 Ê) è
Xs(62 Ê) (Rs(62 Ê) = 4,2·10–3Îì, Xs(62 Ê) =
= 4,15·10–3Îì).
Íà ðèñ. 1,á, 2,à è 2,á âèäíî, ÷òî â òåìïåðàòóðíîì
èíòåðâàëå 60–56 Ê íàáëþäàþòñÿ àíîìàëèè �, Rs è
Xs, êîòîðûå ïðîÿâëÿþòñÿ â âèäå «ñòóïåíåê», ò.å. â
òåìïåðàòóðíîì äèàïàçîíå 60–58 Ê ñíèæàåòñÿ êðó-
òèçíà (�,Rs,Xs)/ T. Òàêèì îáðàçîì, â îêðåñòíîñòè
òåìïåðàòóðû � 60 Ê, ò.å ïðè òåìïåðàòóðå, ãäå, ñî-
ãëàñíî [1,13], â �-óðàíå áûëè îáíàðóæåíû àíîìà-
ëèè êîýôôèöèåíòà ëèíåéíîãî ðàñøèðåíèÿ, íàáëþ-
646 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6
Â.Ì. Äìèòðèåâ è äð.
0 150
T, K
300
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
{
,R
}(
T
)/
{
,R
}(
3
0
0
)
�
�
S
S
a
1
2
0,8
0,9
1,0
�
�
(T
)/
(6
2
)
50 56 62
T, K
á
10 15 20 25
T, K
ã
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
�
�
(T
)/
(2
5
)
30 35 40 45
T, K
â0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
�
�
(T
)/
(4
5
)
Ðèñ. 1. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè óäåëüíîãî � (1) è
ïîâåðõíîñòíîãî Rs (2) ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèé, ïðèâåäåí-
íûõ ê �(300) è Rs(300) ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî �-óðàíà
(à), à òàêæå çàâèñèìîñòè �(T)/�(62) (á), �(T)/�(45)
(â) è �(T)/�(25) (ã) ýòîãî æå îáðàçöà �-óðàíà.
0,90
0,95
1,00 1,00
0,95
0,90
50 56 62
T,K
50 56 62
áà
R
(T
)/
R
(6
2
)
S
S
X
(T
)/
X
(6
2
)
S
S
T,K
30 35 40 45
Ò,Ê
10 15 20 25
Ò,Ê
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
â ã
R
(T
)/
R
(4
5
)
S
S
R
(T
)/
R
(2
5
)
S
S
Ðèñ. 2. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè Rs/Rs(62) (à),
Xs/Xs(62) (á), Rs/Rs(45) (â), Rs/Rs(25) (ã) �-óðàíà
íà ÷àñòîòå 9 ÌÃö.
äàþòñÿ îñîáåííîñòè åãî óäåëüíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ è
èìïåäàíñà.
Íà ðèñ. 1,â,ã è íà ðèñ. 2,â,ã ïðèâåäåíû òåìïåðà-
òóðíûå çàâèñèìîñòè, àíàëîãè÷íûå ïîêàçàííûì íà
ðèñ. 1,á, ðèñ. 2,à,á, íî èçìåðåííûå â òåìïåðàòóðíûõ
èíòåðâàëàõ 45–30 Ê è 25–10 Ê. Èç äàííûõ íà
ðèñ. 1,â è 2,â ñëåäóåò, ÷òî ïðè òåìïåðàòóðàõ 43 è
38 Ê, ò.å. ïðè òåìïåðàòóðàõ ïåðåõîäîâ �1 è �2, íà-
áëþäàþòñÿ àíîìàëèè � è Rs, ïîäîáíûå ïî ôîðìå
àíîìàëèÿì ýòèõ âåëè÷èí, êîòîðûå íàáëþäàþòñÿ ïðè
T � 60 Ê. Îòìåòèì, ÷òî â îêðåñòíîñòè òåìïåðàòóð,
ãäå èìåþò ìåñòî ïåðåõîäû �1 è �2, òåìïåðàòóðíûé
ãèñòåðåçèñ � è Rs íå áûë îáíàðóæåí.
 òî æå âðåìÿ ïðè òåìïåðàòóðàõ, ãäå îáû÷íî ïðî-
ÿâëÿåòñÿ ïåðåõîä �3(23 Ê), àíîìàëèè � è Rs èìåþò
òàêîé æå õàðàêòåð, êàê è â ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîì
óðàíå [3], è íàáëþäàåòñÿ òåìïåðàòóðíûé ãèñòåðå-
çèñ â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 12–23 Ê (ðèñ. 1,ã è
ðèñ. 2,ã).
Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè îìè÷åñêèõ ïîòåðü è
òåïëîåìêîñòè ñîåäèíåíèÿ UCu5Al
Íà ðèñ. 3,à ïðèâåäåíà òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñè-
ìîñòü óäåëüíîãî ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ �(T) ïîëè-
êðèñòàëëè÷åñêîãî îáðàçöà UCu5Al, âçÿòàÿ äëÿ ñðàâ-
íåíèÿ èç ðàáîòû [20]. Íà ðèñ. 3,á ïðåäñòàâëåíû
çàâèñèìîñòè �(T) ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãî îáðàçöà
¹ 1 UCu5Al, èçìåðåííûå íàìè âäîëü îñè ðîñòà ìî-
íîêðèñòàëëà �| | (òî÷êè), è â ïåðïåíäèêóëÿðíîì îñè
ðîñòà íàïðàâëåíèè �
(êðóæêè) (îñü à îòëè÷àåòñÿ
îò îñè ðîñòà ìîíîêðèñòàëëà íà íåçíà÷èòåëüíûé
óãîë).
Çàâèñèìîñòü �(T) è ïîëèêðèñòàëëà UCu5Al, è ìî-
íîêðèñòàëëà â òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå 300–100 Ê
ìîæåò áûòü îïèñàíà îäíèì âûðàæåíèåì:
�(T) = �0 — À ln Ò , (1)
íî ñ ðàçíûìè êîýôôèöèåíòàìè. Òàê, äëÿ ïîëèêðè-
ñòàëëà �0 = 257·10–8 Îì·ì; À = 23,1·10–8Îì·ì,
�(300) = 125·10–8Îì·ì, à äëÿ ìîíîêðèñòàëëà �0 =
= 176,7·10–8 Îì·ì, À = 16,3·10–8 Îì·ì, �0(300) =
= 83,7·10–8 Îì·ì. Òàêèì îáðàçîì, óäåëüíîå ñîïðî-
òèâëåíèå ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãî îáðàçöà UCu5Al â
1,5 ðàçà íèæå ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî.
Êàê â ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîì [20], òàê è â ìîíî-
êðèñòàëëè÷åñêîì îáðàçöàõ UCu5Al ïðè òåìïåðàòóðå
T � 18 Ê ïðîèñõîäèò àíòèôåððîìàãíèòíûé ïåðåõîä,
ñîïðîâîæäàþùèéñÿ ñêà÷êîì �. Îäíàêî â ïîëèêðè-
ñòàëëè÷åñêîì îáðàçöå ïðè T < TN � ïðàêòè÷åñêè íå
çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû, â òî âðåìÿ êàê â ìîíîêðè-
ñòàëëå îíî ñíèæàåòñÿ ñ òåìïåðàòóðîé. Ôðàãìåíòû
êðèâûõ ðèñ. 3,á â òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå
28–4,2 Ê (â óâåëè÷åííîì ìàñøòàáå) ïðåäñòàâëåíû
Íèçêîòåìïåðàòóðíûå àíîìàëèè îìè÷åñêèõ ïîòåðü, òåïëîåìêîñòè è ëèíåéíûõ ðàçìåðîâ îáðàçöîâ óðàíà
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6 647
0
0
50
50
100
100
150
150
200
200
250
250
300
300
Ò,Ê
Ò,Ê
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
130
140
150
160
170
�
�
(T
)/
(3
0
0
)
1
0
, Î
ì
· ì
8
�
à
á
4 8 12 16 20 24 28
Ò,Ê
1,32
1,34
1,36
1,38
1,40
1,42
1,44
�
�
(T
)/
(3
0
0
)
â
Ðèñ. 3. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü óäåëüíîãî ýëåêòðî-
ñîïðîòèâëåíèÿ �(T) ïîëèêðèñòàëëà UCu5Al ñîãëàñíî
[20] (à). Çàâèñèìîñòè �(T)/�(300) â èíòåðâàëå òåìïåðà-
òóð 4,2–300 Ê (á) è 4,2–28 Ê (â) ìîíîêðèñòàëëà
UCu5Al, èçìåðåííûå âäîëü îñè åãî ðîñòà (òî÷êè) è ïåð-
ïåíäèêóëÿðíî åé (êðóæêè).
íà ðèñ. 3,â. Çäåñü ïðè T < 18 Ê �(T) âäîëü îñè ðîñòà
ìîíîêðèñòàëëà (òî÷êè) îïèñûâàåòñÿ çàâèñèìîñòüþ
�(T) = �1 + ÂT2 , (2)
ãäå �1 = 117,7·10–8 Îì·ì, à B = 1,3·10–10 Îì·ì·Ê–2
.
Èç äàííûõ íà ðèñ. 3,á,â òàêæå ñëåäóåò, ÷òî ïðè
T < TN âîçíèêàåò íåáîëüøàÿ, íî âïîëíå çàìåòíàÿ
àíèçîòðîïèÿ �(T). Ïðè ýòîì, êàê è âäîëü îñè ðîñòà
ìîíîêðèñòàëëà, â ïåðïåíäèêóëÿðíîì åé íàïðàâëå-
íèè çàâèñèìîñòü �(T) ïðèîáðåòàåò ìåòàëëè÷åñêèé
õàðàêòåð è òàêæå ìîæåò áûòü îïèñàíà óðàâíåíèåì
òèïà (2), íî �
< �
||
. Óêàæåì, ÷òî çàâèñèìîñòü �(T),
îïèñûâàåìóþ (2), ïðè T < TN èìåþò è äðóãèå ïî-
äîáíûå ñîåäèíåíèÿ óðàíà, íàïðèìåð, UCu5In [ 27].
Èññëåäîâàíèÿ àêòèâíîé Rs- è ðåàêòèâíîé Xs-êîì-
ïîíåíò ïîëíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ñîåäèíåíèÿ UCu5Al
â òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå 300–5 Ê è ÷àñòîòíîì
äèàïàçîíå 100 êÃö–11 ÌÃö ïîêàçàëè, ÷òî ÷àñòîòíàÿ
è òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîcòè Rs (f,T) è Xs (f,T) ìî-
ãóò áûòü îïèñàíû óðàâíåíèÿìè
R
s
= Df0,5�
n , X
s
= Sf0,5�
k , (3)
ãäå äëÿ èçìåðÿåìûõ îáðàçöîâ D è S — íåêîòîðûå
êîíñòàíòû, à n è k ðàâíû 0,135 è 0,007 ñîîòâåòñò-
âåííî.
Íà ðèñ. 4 ïðèâåäåíà çàâèñèìîñòü òåïëîåìêîñòè
îáðàçöà ¹ 2 UCu5Al ñîåäèíåíèÿ â êîîðäèíàòàõ
Ñ/T îò T. Ìàêñèìóì òåïëîåìêîñòè, îáóñëîâëåííûé
àíòèôåððîìàãíèòíûì óïîðÿäî÷åíèåì, íàáëþäàåòñÿ
ïðè T = 16,37 Ê, à íà÷àëî ïåðåõîäà èìååò ìåñòî ïðè
T = 18,7 Ê.
 îáëàñòè òåõ æå òåìïåðàòóð, ÷òî è äëÿ ÷èñòîãî
ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî �-óðàíà, íà òåìïåðàòóðíûõ
çàâèñèìîñòÿõ �(T), Rs(T) è Xs(T) ìîíîêðèñòàë-
ëè÷åñêîãî ñîåäèíåíèÿ UCu5Al èìååòñÿ ðÿä èõ àíî-
ìàëèé.
Íà ðèñ. 5,à,á ïðèâåäåíû òåìïåðàòóðíûå çàâè-
ñèìîñòè Rs(T)/Rs(62) ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãî îá-
ðàçöà UCu5Al, èçìåðåííûå ïðè òîêå âäîëü îñè ðîñòà
ìîíîêðèñòàëëà (à) è â ïåðïåíäèêóëÿðíîé ïëîñêî-
ñòè (á). Íà ðèñ. 5,â,ã ïðèâåäåíû òå æå çàâèñèìîñòè,
÷òî íà ðèñ. 5,à,á, íî äëÿ òåìïåðàòóðíîãî äèàïàçîíà
50–30 Ê. Èçìåðåíèÿ ïðîâîäèëè íà ÷àñòîòå 9 ÌÃö.
Òàêèì îáðàçîì, ïðè òåìïåðàòóðàõ âáëèçè 60 Ê, à
òàêæå ïðè òåìïåðàòóðàõ, ãäå èìåþò ìåñòî �1- è �2-
ïåðåõîäû â �-óðàíå, íàáëþäàþòñÿ àíîìàëèè Rs â
âèäå óâåëè÷åíèÿ îìè÷åñêèõ ïîòåðü îòíîñèòåëüíî èõ
ðåãóëÿðíîé çàâèñèìîñòè. Â îáëàñòè òåìïåðàòóð, ãäå
â ÷èñòîì ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîì �-óðàíå îáíàðóæåí
ïåðåõîä �3, â UCu5Al ñîåäèíåíèè, ñîãëàñíî [20] è
íàñòîÿùåé ðàáîòå (ðèñ. 3,á), íàáëþäàåòñÿ àíòèôåð-
ðîìàãíèòíîå óïîðÿäî÷åíèå, êîòîðîå ñîïðîâîæäàåò-
ñÿ çíà÷èòåëüíûì (äî 6%) óâåëè÷åíèåì îìè÷åñêèõ
ïîòåðü.
Rs(Ò) è Ñ(Ò) ñîåäèíåíèé óðàíà ñî ñòðóêòóðîé
òèïà ThMn12
Íà ÷àñòîòå 9 ÌÃö èññëåäîâàëè àíîìàëèè îìè÷å-
ñêèõ ïîòåðü Rs(T) ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèõ îáðàçöîâ
ñîåäèíåíèé UCu4Al8 è ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ
UFe4Al8. Èçó÷àëè òàêæå òåïëîåìêîñòü Ñ(T) ñîåäè-
íåíèÿ UCu4Al8.
Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè îìè÷åñêèõ ïîòåðü
è òåïëîåìêîñòè ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî îáðàçöà
648 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6
Â.Ì. Äìèòðèåâ è äð.
0 5 10 15 20
Ò, Ê
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Ñ
/Ò
,
Ä
æ
/ì
î
ëü
·Ê
2
Ðèñ. 4. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü Ñ/T ìîíîêðèñòàëëà
UCu5Al â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 1,5–20 Ê.
50 56 62
Ò, Ê Ò, Ê
50 56 62
1,000
1,002
1,004
R
(T
)/
R
(6
2
)
S
S
1,000
1,004
1,002
R
(T
)/
R
(6
2
)
S
S
1,000
1,002
R
(T
)/
R
(5
0
)
S
S
30 35 40 45 50 30 35 40 45 50
1,000
1,002
R
(T
)/
R
(5
0
)
S
S
à á
â ã
T, K T, K
Ðèñ. 5. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè Rs/Rs(62) ìîíî-
êðèñòàëëà UCu5Al, èçìåðåííûå íà ÷àñòîòå 9 ÌÃö ïðè
òîêå, ïðîòåêàþùåì âäîëü (à) è ïåðïåíäèêóëÿðíî (á)
îñè ðîñòà ìîíîêðèñòàëëà. Çàâèñèìîñòè Rs(T)/Rs(50),
èçìåðåííûå íà ÷àñòîòå 9 ÌÃö ïðè òîêå, ïðîòåêàþùåì
âäîëü (â) è ïåðïåíäèêóëÿðíî (ã) îñè ðîñòà ìîíîêðè-
ñòàëëà.
UCu4Al8 â øèðîêîì òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå ïðè-
âåäåíû â [21]. Èç ýòîé ðàáîòû ñëåäóåò, ÷òî íà çàâè-
ñèìîñòÿõ Rs(T) è Ñ(T) â îêðåñòíîñòè òåìïåðàòóð
60, 35, à òàêæå 20 Ê èìåþò ìåñòî àíîìàëèè ýòèõ âå-
ëè÷èí. Òàê êàê ìàñøòàá ðèñóíêîâ ðàáîòû [21] íå
ïîçâîëÿåò ïðîâåñòè äåòàëüíûé àíàëèç àíîìàëèé
Rs(T) è Ñ(T), òî íà ðèñ. 6 â óâåëè÷åííîì ìàñøòàáå
ïðèâåäåíû îñîáåííîñòè ýòèõ âåëè÷èí, ïîëó÷åííûå
íàìè â ðàáîòå [21], à òàêæå äîïîëíèòåëüíûìè èçìå-
ðåíèÿìè.
Àíîìàëèÿ Rs â òåìïåðàòóðíîì äèàïàçîíå 70–50 Ê
ïðîÿâëÿåòñÿ â âèäå èçáûòî÷íîãî ðîñòà ñîïðîòèâëå-
íèÿ ñ äâóìÿ ìàêñèìóìàìè ïðè òåìïåðàòóðàõ 60 è
55 Ê (ðèñ. 6,à). Òàêàÿ æå ôîðìà àíîìàëèé ïðè òåì-
ïåðàòóðàõ 62 è 57 Ê èìååò ìåñòî è íà òåìïåðàòóðíîé
çàâèñèìîñòè òåïëîåìêîñòè (ðèñ. 6,á).
Íà ðèñ. 6,â,ã âèäíî, ÷òî àíîìàëèè Rs è Ñ â îáëàñ-
òè òåìïåðàòóð �1 è �2 èìåþò ìåñòî íå ïðè òåìïåðà-
òóðàõ 43 è 38 Ê, êàê â óðàíå, à íåñêîëüêî íèæå. Òàê,
ìàêñèìóìû Rs íàáëþäàþòñÿ ïðè 34,5 è 32 Ê, à òåï-
ëîåìêîñòè — ïðè 33,5 è 30,6 Ê.
 òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå 25–10 Ê îñîáåííîñòè
Rs ïðîÿâëÿþòñÿ â âèäå ñåðèè ïèêîâ (ðèñ. 6,ä). Ïðè
ýòîì ãèñòåðåçèñ Rs ïðè îõëàæäåíèè (òî÷êè) è
îòoãðåâå (êðóæêè) îáíàðóæåí íå áûë. Â òî æå âðå-
ìÿ íà çàâèñèìîñòè òåïëîåìêîñòè Ñ(T) èìååòñÿ íåîä-
íîçíà÷íîñòü çíà÷åíèé äëÿ ðàçëè÷íûõ ñåðèé èçìåðå-
íèé, êàê ýòî âèäíî íà ðèñ. 6,å, ãäå òî÷êàìè è
êðóæêàìè ïðèâåäåíû ðàçëè÷íûå ñåðèè èçìåðåíèé
Ñ(T).
Òàê æå, êàê è â ñëó÷àå UCu4Al8, íà òåìïåðàòóð-
íîé çàâèñèìîñòè Rs UFe4Al8 èìåþò ìåñòî îñîáåííî-
ñòè îìè÷åñêèõ ïîòåðü, èçìåðåííûõ íà ÷àñòîòå
70 ÌÃö è ïðåäñòàâëåííûõ íà ðèñ. 7.  îòëè÷èå îò
÷èñòîãî ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî �-óðàíà, â òåìïåðà-
Íèçêîòåìïåðàòóðíûå àíîìàëèè îìè÷åñêèõ ïîòåðü, òåïëîåìêîñòè è ëèíåéíûõ ðàçìåðîâ îáðàçöîâ óðàíà
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6 649
50 55 60 65 70
a
R
(T
)/
R
(7
0
)
S
S
T, K
0,9
1,0
1,1
T, K
25 30 35 40
â
0,8
0,9
1,0
1,1
R
(T
)/
R
(4
0
)
S
S
T, K
10 15 2520
ä
0,98
1,0
1,02
R
(T
)/
R
(2
5
)
S
S
15 20 25
T, K
å
5
10
15
Ñ
,
Ä
æ
/ì
î
ëü
·Ê
T, K
29 31 33 35
ã
16
24
32
40
Ñ
,
Ä
æ
/ì
î
ëü
·Ê
T, K
53 60 65
70
90
110
130
Ñ
,
Ä
æ
/ì
î
ëü
·Ê
á
Ðèñ. 6. Çàâèñèìîñòè Rs(T)/Rs(70) (à) è Ñ(T) â èíòåð-
âàëå òåìïåðàòóð 53–65 Ê (á), Rs(T)/Rs(40) (á) è Ñ(T)
â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 29–35 Ê (ã), Rs(T)/Rs(25) (ä)
è Ñ(T) â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 15–25 Ê (å) ïîëèêðè-
ñòàëëà UCu4Al8 (Rs èçìåðÿëè íà ÷àñòîòå 9 ÌÃö).
55 60 65 70
Ò, Ê
à
0,94
0,96
0,98
1,00
R
(T
)/
R
(7
0
)
S
S
30 40 50
T, K
á0,97
0,98
0,99
1,00
1,01
R
(T
)/
R
(5
0
)
S
S
15 20 25 30
T, K
â
0,98
0,99
1,00
R
(T
)/
R
(3
0
)
S
S
Ðèñ. 7. Çàâèñèìîñòè Rs(T)/Rs(70) (à), Rs(T)/Rs(50)
(á) è Rs(T)/Rs(30) (â) ìîíîêðèñòàëëà UFe4Al8, èçìå-
ðåííûå íà ÷àñòîòå 9 ÌÃö.
òóðíîì èíòåðâàëå 70–55 Ê íàáëþäàåòñÿ íå óâåëè÷å-
íèå, à ñíèæåíèå îìè÷åñêèõ ïîòåðü ñ ìèíèìóìîì ïðè
61 Ê. Àíîìàëèè Rs, õàðàêòåðíûå äëÿ òåìïåðàòóð �1-
è �2-ïåðåõîäîâ, íàáëþäàþòñÿ ïðè 46 è 37 Ê
(ðèñ. 7,á).
 ñîåäèíåíèè UFe4Al8 òàêæå èìååò ìåñòî íèçêî-
òåìïåðàòóðíàÿ îñîáåííîñòü Rs, îäíàêî, â îòëè÷èå îò
�-óðàíà, îíà èìååò âèä íå ãèñòåðåçèñà, à àíîìàëüíî-
ãî óâåëè÷åíèÿ îìè÷åñêèõ ïîòåðü ñ ìàêñèìóìîì ïðè
T = 22,5 Ê (ðèñ. 7,â).
Àíîìàëèè îìè÷åñêèõ ïîòåðü ñîåäèíåíèÿ U3Ni3Sn4
Íà ðèñ. 8,à êðèâîé 1 ïðåäñòàâëåíà èçìåðåííàÿ
íàìè òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü �(T) ñîåäèíåíèÿ
U3Ni3Sn4, à êðèâîé 2 — Rs(T) íà ÷àñòîòå 9 ÌÃö â
èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 300–4,5 Ê. Êàê âèäíî íà
ðèñ. 8,à, Rs � �
1/2 âî âñåì òåìïåðàòóðíîì èíòåðâà-
ëå èçìåðåíèé.
Ïðè èññëåäîâàíèè çàâèñèìîñòåé �(T) è Rs(T)
ñîåäèíåíèÿ U3Ni3Sn4 íàìè âïåðâûå áûë îáíàðóæåí
ãèñòåðåçèñ ýòèõ âåëè÷èí ïðè T > 60 Ê (ðèñ. 8,á).
Êðèâîé 1 (òî÷êè) ïîêàçàíà çàâèñèìîñòü �(T)/�(300)
ïðè îõëàæäåíèè ñîåäèíåíèÿ, à êðèâîé 2 (êðóæêè)
— ïðè íàãðåâàíèè îáðàçöà. Ïðè ýòîì �(T) íå çàâè-
ñèò îò òåìïåðàòóðû ïðè íàãðåâàíèè âûøå 190 Ê. Òà-
êèì îáðàçîì, T = 190 Ê ÿâëÿåòñÿ íåêîòîðîé õàðàê-
òåðíîé òåìïåðàòóðîé. Ïðè îäíîé è òîé æå
òåìïåðàòóðå óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå îõëàæäàåìîãî
ñîåäèíåíèÿ ìåíüøå, ÷åì îòîãðåâàåìîãî (ðèñ. 8,á).
Åñëè îáðàçåö îõëàæäàòü íå äî T < 60 Ê, à äî ïðîìå-
æóòî÷íûõ òåìïåðàòóð (íàïðèìåð, äî T = 130 Ê,
ðèñ. 8,á), à çàòåì åãî îòåïëÿòü, òî �(T) òàêæå íå áó-
äåò çàâèñåòü îò òåìïåðàòóðû ïðè T > 190 Ê (êðèâàÿ
3), íî â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 190–130 Ê èìååò äðó-
ãóþ çàâèñèìîñòü. Åñëè îáðàçåö îõëàæäàòü ïîñëå
òîãî, êàê îí áûë îòåïëåí òîëüêî äî 190 Ê (êðèâàÿ
4), òî ãèñòåðåçèñ � òàêæå áóäåò íàáëþäàòüñÿ ïðè
T > 60 Ê è ïðè íàãðåâàíèè ïîâòîðÿåòñÿ (êðèâàÿ 2)
(íà ðèñ. 8,á îõëàæäåíèå è îòåïëåíèå îòìå÷åíî
ñòðåëêàìè). Òàê æå, êàê è â ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîì
�-óðàíå, â ñîåäèíåíèè U3Ni3Sn4 åñòü àíîìàëèè îìè-
÷åñêèõ ïîòåðü âáëèçè òåìïåðàòóð, õàðàêòåðíûõ äëÿ
�-óðàíà (ðèñ. 9). Èç äàííûõ íà ðèñ. 9,à,á ñëåäóåò,
÷òî ïðè T = 60, 43,5 è 38 Ê èìåþò ìåñòî îñîáåííîñòè
Rs â âèäå èõ óâåëè÷åíèÿ îòíîñèòåëüíî ðåãóëÿðíîé
(ïóíêòèð) çàâèñèìîñòè Rs(T). Â äèàïàçîíå òåìïåðà-
òóð 25–10 Ê èìååò ìåñòî ãèñòåðåçèñ Rs (ðèñ. 9,â) òà-
êîãî æå òèïà, êàê è â ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîì �-óðàíå
(ñì. ðèñ. 2,ã).  îòëè÷èe îò ãèñòåðåçèñà â îáëàñòè
òåìïåðàòóð âûøå 60 Ê, ðèñ. 8,á äëÿ U3Ni3Sn4, íà
ðèñ. 2,ã è íà ðèñ. 9,â äëÿ ãèñòåðåçèñîâ â îáëàñòè òåì-
ïåðàòóð 25–10 Ê ìåíüøèì îêàçûâàåòñÿ ñîïðîòèâëå-
íèå, èçìåðÿåìîå ïðè îòîãðåâå îáðàçöîâ.
Èçìåíåíèå ëèíåéíûõ ðàçìåðîâ �-óðàíà è
ñîåäèíåíèÿ UCu5Al ïðè èõ òåðìîöèêëèðîâàíèè
Íà ðèñ. 10 ïðèâåäåíû çíà÷åíèÿ: äèàìåòðà îáðàç-
öà d �-óðàíà (à), åãî äëèíû l (á), à òàêæå îáúåìà V
(â) â çàâèñèìîñòè îò êîëè÷åñòâà òåðìîöèêëîâ N, à
íà ðèñ. 11 — òå æå çàâèñèìîñòè îò êîëè÷åñòâà òåð-
ìîöèêëîâ äëÿ ñîåäèíåíèÿ UCu5Al.
650 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6
Â.Ì. Äìèòðèåâ è äð.
0 100 200 300
Ò, Ê
0,6
0,8
1,0
2
1
à
{
,R
}(
T)
/{
,R
}(
30
0)
�
�
S
S
1
2 3
4
á
50 100 150 200 250
Ò, K
0,80
0,85
0,90
0,95
1,00
�
�
(T
)/
(3
00
)
Ðèñ. 8. Çàâèñèìîñòü �(T)/�(300) (1) è Rs(T)/Rs(300)
íà ÷àñòîòå 9 ÌÃö (2) îáðàçöà U3Ni3Sn4 (à). Çàâèñèìî-
ñòè �(T)/�(300) U3Ni3Sn4 â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð
50–250 Ê (ãèñòåðåçèñíûå ÿâëåíèÿ): îõëàæäåíèå îáðàçöà
îò 250 äî 50 Ê (1); îòîãðåâ îáðàçöà îò 50 äî 250 Ê (2);
îòîãðåâ îáðàçöà îò 130 äî 250 Ê (3); îõëàæäåíèå îáðàç-
öà îò 190 äî 50 Ê (4) (á).
Òåðìîöèêëèðîâàíèå èññëåäóåìûõ îáðàçöîâ è èç-
ìåðåíèå èõ ðàçìåðîâ â ïðîöåññå òåðìîöèêëèðîâàíèÿ
ïðîâîäèëè â ñëåäóþùåé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè.
Èññëåäóåìûå îáðàçöû ñ äèàìåòðàìè d1, äëèíàìè
l1 è îáúåìàìè V1 ïîäâåðãëè 150 òåðìîöèêëàì â èí-
òåðâàëå òåìïåðàòóð 300–77 Ê. Ðàçìåðû êîíòðîëè-
ðîâàëè ÷åðåç 25 òåðìîöèêëîâ. Ïîñëå 50 öèêëîâ
îõëàæäåíèå—íàãðåâ äèàìåòðû, äëèíû è îáúåìû îá-
ðàçöîâ èçìåíÿëèñü ñîîòâåòñòâåííî äî çíà÷åíèé d2,
l2 è V2 (ðèñ. 10, ðèñ. 11, êðèâûå 1). Äàëåå îáðàçöû
ñ ðàçìåðàìè d2, l2 è V2 òåðìîöèêëèðîâàëè â èíòåð-
âàëå òåìïåðàòóð 300–4,2 Ê (150 öèêëîâ), â ðåçóëü-
òàòå ÷åãî îíè èçìåíèëè ñâîè ðàçìåðû äî çíà÷åíèé
d3, l3 è V3 (ðèñ. 10 è ðèñ. 11,à,á,â, êðèâûå 2).
Ïîñëå òåðìîöèêëèðîâàíèÿ äî ãåëèåâûõ òåìïåðà-
òóð îáðàçöû ñ ðàçìåðàìè d3, l3 è V3 ñíîâà òåðìîöèê-
ëèðîâàëè â òåìïåðàòóðíîì èíòåðâàëå 300–77 Ê (100
öèêëîâ), â ðåçóëüòàòå ÷åãî îíè èçìåíèëè ñâîè ðàç-
ìåðû äî çíà÷åíèé d4, l4 è V4 (ðèñ. 10,11, êðèâûå 3).
Òàêîé ïîðÿäîê ïðîâåäåíèÿ ñåðèé òåðìîöèêëîâ
äàåò âîçìîæíîñòü íà îäíèõ è òåõ æå îáðàçöàõ îï-
ðåäåëèòü çíàê ïðîèçâîäíîé (d,l,V)/ N ïðè èõ
òåðìîöèêëèðîâàíèè â òåìïåðàòóðíûõ èíòåðâàëàõ
300–77 Ê è 300–4,2 Ê.
Íà ðèñ. 10 âèäíî, ÷òî ïðè òåðìîöèêëèðîâàíèè
îáðàçöà �-óðàíà äî àçîòíûõ òåìïåðàòóð åãî äèàìåòð
Íèçêîòåìïåðàòóðíûå àíîìàëèè îìè÷åñêèõ ïîòåðü, òåïëîåìêîñòè è ëèíåéíûõ ðàçìåðîâ îáðàçöîâ óðàíà
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6 651
50 60 70
Ò, Ê
à
0,950
0,975
1,000
R
(T
)/
R
(7
0)
S
S
30 35 40 45
T, K
á
0,950
0,975
1,000
R
(T
)/
R
(4
5)
S
S
10 15 20 25
Ò, Ê
â
0,88
0,92
0,96
1,00
R
(T
)/
R
(2
5)
S
S
Ðèñ. 9. Çàâèñèìîñòè Rs(T)/Rs(70), Rs(T)/Rs(45) è
Rs(T)/Rs(25) U3Ni3Sn4, èçìåðåííûå íà ÷àñòîòå 9 ÌÃö.
0 50 100 150
N
0 50 100 150N
0 50 100 150
N
520
530
540
1
2
3
V1
V2
V3
V4
â
á10,63
10,65
7,9
8,0
8,1
1
2
3
l1
l2
l3
l4
a
1
2
3
d1
d2
d3
d4
d
,ì
ì
l,
ì
ì
V
,
ì
ì
3
Ðèñ. 10. Çíà÷åíèÿ äèàìåòðà d (à), äëèíû l (á) è îáúåìà
V (â) ïîëèêðèñòàëëè÷åñêî îáðàçöà �-óðàíà â çàâèñèìî-
ñòè îò êîëè÷åñòâà òåðìîöèêëîâ N; òåðìîöèêëèðîâàíèå
â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð Ò, Ê: 300–77 (1); 300–4,2 (2);
ïîâòîðíîå òåðìîöèêëèðîâàíèå â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð
300–77 Ê (3).
è îáúåì ñíèæàþòñÿ, à äëèíà ñëàáî óâåëè÷èâàåòñÿ. Â
òî æå âðåìÿ ïðè òåðìîöèêëèðîâàíèè äî ãåëèåâûõ
òåìïåðàòóð äèàìåòð è îáúåì óâåëè÷èâàþòñÿ, à äëè-
íà ñíèæàåòñÿ.
×òî êàñàåòñÿ ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîãî ñîåäèíåíèÿ
UCu5Al, òî, êàê è â ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîì �-óðàíå,
ïðè òåðìîöèêëèðîâàíèè åãî ðàçìåðû èçìåíÿþòñÿ.
Îäíàêî, â îòëè÷èå îò îáðàçöà �-óðàíà, ñ óâåëè÷å-
íèåì êîëè÷åñòâà òåðìîöèêëîâ ïðè îõëàæäåíèè äî
àçîòíûõ òåìïåðàòóð óâåëè÷èâàåòñÿ äèàìåòð è îáú-
åì, íî ñíèæàåòñÿ äëèíà. Ïðè òåðìîöèêëèðîâàíèè
æå äî ãåëèåâûõ òåìïåðàòóð äèàìåòð è îáúåì îáðàç-
öà óìåíüøàþòñÿ, à åãî äëèíà óâåëè÷èâàåòñÿ.
4. Îáñóæäåíèå ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ
Ïîëó÷åííûå íàìè ðåçóëüòàòû ïîêàçûâàþò, ÷òî
ôóíêöèîíàëüíàÿ ñâÿçü ìåæäó �, Rs, Xs è f èññëåäóå-
ìûõ îáðàçöîâ �-óðàíà ïîä÷èíÿåòñÿ çàêîíó êëàññè-
÷åñêîé ýëåêòðîäèíàìèêè [26]. Ïðè ýòîì îòìåòèì,
÷òî âî âñåì òåìïåðàòóðíîì äèàïàçîíå èìååò ìåñòî
òîëüêî êëàññè÷åñêèé ñêèí-ýôôåêò. Òî, ÷òî ðåàêòèâ-
íàÿ ÷àñòü èìïåäàíñà íà 10% íèæå àêòèâíîé, õàðàê-
òåðíî, ñîãëàñíî [26], äëÿ öèëèíäðè÷åñêèõ ïðîâîä-
íèêîâ âñåõ ìåòàëëîâ íà ÷àñòîòàõ, ñîîòâåòñòâóþùèõ
êëàññè÷åñêîìó ñêèí-ýôôåêòó. Äâóêðàòíîå ïðåâû-
øåíèå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ çíà÷åíèé Rs è Xs �-óðàíà
îòíîñèòåëüíî èõ ðàñ÷åòíûõ çíà÷åíèé ìîæåò ñâèäå-
òåëüñòâîâàòü î íåðàâíîìåðíîñòè � îáðàçöà �-óðàíà
âäîëü åãî ðàäèóñà. Ïðè ýòîì � ìîæåò óâåëè÷èâàòüñÿ
îò öåíòðà ê ïåðèôåðèè îáðàçöà è áûòü ìàêñèìàëü-
íûì âáëèçè ïîâåðõíîñòè. Òàê êàê íà ïîñòîÿííîì
òîêå èçìåðÿåòñÿ èíòåãðàëüíîå çíà÷åíèå �, îíî ìåíü-
øå, ÷åì � âáëèçè ïîâåðõíîñòè îáðàçöà, êîòîðîå è
îáóñëîâëèâàåò óâåëè÷åíèå Rs è Xs, ò.å. âåëè÷èí,
çíà÷åíèÿ êîòîðûõ îïðåäåëÿþòñÿ ïîâåðõíîñòüþ îá-
ðàçöà è ñîñòîÿíèåì ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí âáëèçè íåå.
 ðàáîòàõ [20,28] ïîêàçàíî, ÷òî â ñîåäèíåíèè
UCu5Al òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü �(T) â èíòåð-
âàëå 300–100 Ê, ãäå �/ T < 0, îáóñëîâëèâàåòñÿ
êîíäî-âçàèìîäåéñòâèåì. Ïðè ýòîì, ñîãëàñíî [28],
çàâèñèìîñòü �(T) â äèàïàçîíå 100–20 Ê âûçâàíà íà-
ëè÷èåì â ýëåêòðîííîì ñïåêòðå óçêîé ýëåêòðîííîé
çîíû. Èç äàííûõ íà ðèñ. 3 ñëåäóåò, ÷òî ïðè T < TN
� ïîëèêðèñòàëëà UCu5Al ïðàêòè÷åêè íå çàâèñèò îò
òåìïåðàòóðû, à ó ìîíîêðèñòàëëà ñíèæàåòñÿ ïî êâàä-
ðàòè÷íîìó çàêîíó ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû, ÷òî
ìîæåò ñâèäåòåëüñòâîâàòü î ôåðìèæèäêîñòíîì ïîâå-
äåíèè UCu5Al ïðè T < TN. Òàêèì îáðàçîì, ôàçîâûé
ïåðåõîä ïðè T = TN ïðèíöèïèàëüíî ïåðåñòðàèâàåò
ñèñòåìó òðàíñïîðòà êâàçè÷àñòèö, ìåíÿÿ åå ñ òàê íà-
çûâàåìîãî ïîëóïðîâîäíèêîâîãî íà ìåòàëëè÷åñêèé
òèï.
Âûøåïðèâåäåííîå ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî â
UCu5Al ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèå îáóñëîâëåíî íå
òîëüêî õàðàêòåðíûìè äëÿ ÷èñòûõ ìåòàëëîâ è ñîåäè-
íåíèé ïðè÷èíàìè (ýëåêòðîí-ôîíîííîå âçàèìîäåéñò-
âèå, ðàññåÿíèå íà ïðèìåñÿõ, äèñëîêàöèÿõ è äð.), íî
è ìàãíèòíûìè, êîòîðûå ñóùåñòâåííî èçìåíÿþò ïðè-
âû÷íûé õàðàêòåð çàâèñèìîñòè �(T).
Âîçìîæíî, ÷òî ñòîëü ñëîæíàÿ çàâèñèìîñòü � ìî-
íîêðèñòàëëà UCu5Al îò ìíîãèõ ôèçè÷åñêèõ ôàêòî-
ðîâ è ÿâëÿåòñÿ ïðè÷èíîé òîãî, ÷òî â ðàçëè÷íûõ ìî-
652 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6
Â.Ì. Äìèòðèåâ è äð.
N
N
N
0
0
0
50
50
50
100
100
100
150
150
150
590
592
594
1
2 3
V1
V2
V3
V4
â
V
, ì
ì
3
1
2
3 á
l1
l2
l3
l4
0,555
0.565
0,575
0,585
(l
–
2
1
),
ì
ì
1
2
3
ad1
d2
d3
d4
5,90
5.91
5,92
d
,ì
ì
,
,
Ðèñ. 11. Çíà÷åíèÿ äèàìåòðà d (à), èçìåíåíèÿ äëèíû
(l – 21) îòíîñèòåëüíî ïåðâîíà÷àëüíîé (á), îáúåìà V (â)
ìîíîêðèñòàëëà UCu5Al â çàâèñèìîñòè îò êîëè÷åñòâà òåð-
ìîöèêëîâ N; òåðìîöèêëèðîâàíèå â èíòåðâàëå òåìïåðà-
òóð Ò, Ê: 300–77 (1); 300–4,2 (2); ïîâòîðíîå òåðìîöèê-
ëèðîâàíèå â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 300–77 Ê (3).
íîêðèñòàëëè÷åñêèõ îáðàçöàõ UCu5Al ìîæåò êàê
èìåòü ìåñòî, òàê è ñîâñåì íå íàáëþäàòüñÿ àíèçîòðî-
ïèÿ çíà÷åíèé � è �/ T, èçìåðåííûõ â ðàçíûõ íà-
ïðàâëåíèÿõ ïî îñÿì êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè
(ñðàâíèòå, íàïðèìåð, ðåçóëüòàòû íàñòîÿùåé ðàáîòû
è [29]).
Èíòåðåñíàÿ îñîáåííîñòü èññëåäóåìûõ ìîíîêðè-
ñòàëëè÷åñêèõ îáðàçöîâ UCu5Al ñîñòîèò òàêæå â
òîì, ÷òî ïðè T � TN �
îêàçûâàåòñÿ ìåíüøå, ÷åì �||
(ðèñ. 3,á,â) ïðè îäíîé è òîé æå òåìïåðàòóðå. Ïðè
ýòîì îòëè÷èå ìåæäó �|| è �
íà÷èíàåòñÿ ñ ñåðåäèíû
ïåðåõîäà (T = 18,8 Ê), è èõ òåìïåðàòóðíûå ìàêñè-
ìóìû ñîâïàäàþò ïðè T = 17,5 Ê. Íà÷àëîì ïåðåõîäà
ìîæíî ñ÷èòàòü T = 20 Ê. Òàêèì îáðàçîì, øèðèíà
ôàçîâîãî ïåðåõîäà �TN = 2,5 Ê.
Ñðàâíèâàÿ ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé òåïëîåìêîñòè,
âûïîëíåííûå íàìè íà ìîíîêðèñòàëëè÷åñêîì
UCu5Al, ñ ðåçóëüòàòàìè ðàáîòû [20], ïîëó÷åííûìè
íà ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîì îáðàçöå, ìîæíî ïîêàçàòü,
÷òî çíà÷åíèÿ âåëè÷èí
è TN áëèçêè ïî ñâîèì çíà÷å-
íèÿì:
= 0,175 è 0,18, TN = 16,4 è 15,8 Ê [20].
Èç äàííûõ íà ðèñ. 3 ñëåäóåò, ÷òî ñêà÷êîîáðàçíîå
óâåëè÷åíèå ñîïðîòèâëåíèÿ UCu5Al íà÷èíàåòñÿ ïðè
20 Ê, ÷òî ñîâïàäàåò ñ èçìåðåíèÿìè äðóãèõ àâòîðîâ
[20,28]. Ïðè ýòîì TN = 17,5 Ê, ÷òî òàêæå ñîâïàäàåò
ñ ðåçóëüòàòàìè ðàáîòû [30] (18 � 1) Ê è áëèçêî ê
äàííûì [20,31] (18 Ê). Ñàìûì ñóùåñòâåííûì ðå-
çóëüòàòîì ñðàâíåíèÿ ÿâëåíèÿ ìàãíèòíîãî óïîðÿäî-
÷åíèÿ, èçó÷àåìîãî ðàçëè÷íûìè ìåòîäàìè, ÿâëÿåòñÿ
ðàçíèöà â çíà÷åíèÿõ TN. Äàííûå ïî òåïëîåìêîñòè
äàþò ìàêñèìóì òåïëîïîãëîùåíèÿ ïðè òåìïåðàòóðå
íèæå, ÷åì ýòî ñëåäóåò èç çíà÷åíèé, ïîëó÷åííûõ ïî
ìàãíèòíûì è ðåçèñòèâíûì õàðàêòåðèñòèêàì. Òàê,
ìàêñèìóì òåïëîåìêîñòè (ðèñ. 4) íàáëþäàåòñÿ ïðè
T = 16,4 Ê, à â [20] — ïðè 15,8 Ê. Òàêèì îáðàçîì,
TN, îïðåäåëÿåìûå èçìåðåíèÿìè ýëåêòðîñîïðîòèâ-
ëåíèÿ è òåïëîåìêîñòè îäíîãî è òîãî æå îáðàçöà
UCu5Al, ðàçëè÷íû, ÷òî è áûëî ðàíåå îòìå÷åíî â
[20]. Ýòîò ôàêò ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè òðóäíî îáú-
ÿñíèòü. Îäíàêî ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî èçìåíåíèå ýëåê-
òðîííîãî ñïåêòðà â ñîåäèíåíèÿõ ñèëüíåå âëèÿåò
íà ðåçèñòèâíûå ñâîéñòâà UCu5Al, ÷åì íà òåïëîåì-
êîñòü. Ïîýòîìó, âîçìîæíî, òåìïåðàòóðà íà÷àëà ïå-
ðåõîäà â àíòèôåððîìàãíèòíîå ñîñòîÿíèå ñîîòâåò-
ñòâóåò òåìïåðàòóðå, ïðè êîòîðîé ñîïðîòèâëåíèÿ,
èçìåðåííûå â íàïðàâëåíèè ðàçíûõ îñåé, ðàçëè÷íû,
à òàêæå èìååò ìåñòî ìèíèìóì òåïëîåìêîñòè.
 ðàáîòå [4] îòìå÷åíî, ÷òî íèçêîòåìïåðàòóðíûå
ôàçû óðàíà òàÿò ìíîãî íåÿñíîãî.  ÷àñòíîñòè, íåïî-
íÿòíî, êàêîé ðîä ôàçîâûõ ïåðåõîäîâ èìååò ìåñòî
ïðè õàðàêòåðíûõ òåìïåðàòóðàõ. Òî æå ìîæíî ñêà-
çàòü è îá èçìåíåíèè ðàçìåðîâ îáðàçöîâ óðàíà ïðè
èõ òåðìîöèêëèðîâàíèè [1]. Ïîýòîìó ýòè âîïðîñû
çàñëóæèâàþò îòäåëüíîãî îáñóæäåíèÿ.
 ïðèâåäåííîé òàáëèöå ñèñòåìàòèçèðîâàíû äàí-
íûå, êàñàþùèåñÿ íèçêîòåìïåðàòóðíûõ àíîìàëèé
�-óðàíà è íåêîòîðûõ åãî ñîåäèíåíèé. Öèôðàìè I è
II îáîçíà÷åí ðîä ôàçîâîãî ïåðåõîäà, à òàêæå òî, ÷òî
â óêàçàííîì èñòî÷íèêå ïðè ñîîòâåòñòâóþùåé òåìïå-
ðàòóðå èìååò ìåñòî îñîáåííîñòü òîãî èëè èíîãî ôè-
çè÷åñêîãî ïàðàìåòðà, óêàçàííîãî â òàáëèöå, áåç óêà-
çàíèÿ ðîäà ôàçîâîãî ïåðåõîäà. Ïóñòûå êëåòî÷êè
îáîçíà÷àþò, ÷òî â äàííîì èñòî÷íèêå ïðè ñîîòâåòñò-
âóþùåé òåìïåðàòóðå îñîáåííîñòü ôèçè÷åñêîãî ïàðà-
ìåòðà îáíàðóæåíà íå áûëà.
Àíàëèçèðóÿ ïðèâåäåííûå â òàáëèöå äàííûå, îò-
ìåòèì ñëåäóþùåå.  ðàííèõ èñòî÷íèêàõ, êàñàþùèõ-
ñÿ ïåðåõîäîâ �-óðàíà, óêàçàíî òîëüêî íàëè÷èå
ôàçîâûõ ïåðåõîäîâ áåç óêàçàíèÿ èõ ðîäà çà èñêëþ-
÷åíèåì [12] è [32].  ïåðâîé îòìå÷åíî, ÷òî �2-ïåðå-
õîä I ðîäà, à âî âòîðîé, ÷òî �1-ïåðåõîä II ðîäà. Â
ðàáîòå [3] íà îñíîâàíèè àíàëèçà òåìïåðàòóðíûõ çà-
âèñèìîñòåé òåïëîåìêîñòè è îìè÷åñêèõ ïîòåðü ïîêà-
çàíî, ÷òî �1, �2 è �3 — ôàçîâûå ïåðåõîäû I ðîäà.
Îòìåòèì, ÷òî âî âñåõ öèòèðóåìûõ èñòî÷íèêàõ
óêàçàíî íàëè÷èå îäíîãî-äâóõ ïåðåõîäîâ, êàê â óðà-
íå, òàê è â åãî ñîåäèíåíèÿõ. È òîëüêî â [3,4,21] ïî-
êàçàíî íàëè÷èå òðåõ ïåðåõîäîâ. Ïðè òåìïåðàòóðå
� 60 Ê â ÷èñòîì �-óðàíå èìååò ìåñòî òîëüêî àíî-
ìàëüíîå èçìåíåíèå ðàçìåðîâ êðèñòàëëè÷åñêîé ðå-
øåòêè, ÷òî ìîæåò ñâèäåòåëüñòâîâàòü î ôàçîâîì ïå-
ðåõîäå ïåðâîãî ðîäà. Â òî æå âðåìÿ â ñîåäèíåíèÿõ
óðàíà â îêðåñòíîñòè ýòîé òåìïåðàòóðû íàáëþäàþòñÿ
ôàçîâûå ïåðåõîäû, à äëÿ UAs ïîêàçàíî, ÷òî çäåñü
ïðîèñõîäèò èìåííî ôàçîâûé ïåðåõîä I ðîäà.
Ñîãëàñíî [23], â îêðåñòíîñòè �1 â ñîåäèíåíèè
UNiGe èìååò ìåñòî ôàçîâûé ïåðåõîä âòîðîãî, à ñî-
ãëàñíî [33] — ïåðâîãî ðîäà.
Óêàæåì, ÷òî â áîëüøèíñòâå öèòèðóåìûõ èñòî÷-
íèêîâ ïðàêòè÷åñêè îòñóòñòâóþò ñâåäåíèÿ î êðèñòàë-
ëè÷åñêîé ñòðóêòóðå èññëåäóåìûõ ìàòåðèàëîâ ïðè
òåìïåðàòóðàõ äî è ïîñëå ïåðåõîäîâ. Èñêëþ÷åíèå ñî-
ñòàâëÿþò ðàáîòû [1,4,6,11,14]. Â [1] óêàçàíî, ÷òî
ïðè T < 60 Ê ðàçìåð îñè à �-óðàíà óâåëè÷èâàåòñÿ.
Òî æå ñàìîå óêàçàíî è â [4,6], òîëüêî îñü à íà÷èíàåò
óâåëè÷èâàòüñÿ ïðè 47 Ê. Ñîãëàñíî [11], îñü à óâåëè-
÷èâàåòñÿ íèæå 43 Ê.
 [14] îòìå÷åíî, ÷òî â ñîåäèíåíèè UP ïðè 22 Ê
êîýôôèöèåíò ëèíåéíîãî òåìïåðàòóðíîãî ðàñøèðå-
íèÿ ñòàíîâèòñÿ îòðèöàòåëüíûì. Â ñâÿçè ñ ýòèì ñëå-
äóåò îòìåòèòü, ÷òî èçìåíåíèå ðàçìåðîâ õàðàêòåðíî
èìåííî äëÿ ôàçîâîãî ïåðåõîäà ïåðâîãî ðîäà, è, âî-
âòîðûõ, èçìåíåíèå ðàçìåðîâ ìîæåò áûòü âûçâàíî
ìàãíèòîñòðèêöèîííûìè ÿâëåíèÿìè, êîòîðûå, êàê èç-
âåñòíî, âûñîêè â àêòèíîèäàõ. Îäíàêî ïîñëåäíåå òðå-
áóåò äîïîëíèòåëüíûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàííûõ.
 ðåçóëüòàòå íàñòîÿùèõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èñ-
ñëåäîâàíèé òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòåé Rs âïåð-
Íèçêîòåìïåðàòóðíûå àíîìàëèè îìè÷åñêèõ ïîòåðü, òåïëîåìêîñòè è ëèíåéíûõ ðàçìåðîâ îáðàçöîâ óðàíà
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6 653
âûå óñòàíîâëåíî, ÷òî è â �-óðàíå, è â åãî ñîåäèíåíè-
ÿõ UCu5Al, UFe4Al8, UCu4Al8 è U3Ni3Sn4 àíîìàëèè
ïîâåðõíîñòíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ èìåþò ìåñòî êàê â
îêðåñòíîñòè òåìïåðàòóðû 60 Ê, òàê è â îêðåñòíîñòè
òåìïåðàòóð ôàçîâûõ ïåðåõîäîâ �1-, �2- è �3-óðàíà.
Ïîä÷åðêíåì, ÷òî àíîìàëèè Rs ìû íàáëþäàëè íà îá-
ðàçöàõ ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî �-óðàíà ñ õàðàêòåð-
íûìè ïàðàìåòðàìè � äëÿ óðàíà, à òàêæå â ïîëè- è
ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèÿõ ñ ðàçëè÷íûìè
òèïàìè êðèñòàëëè÷åñêèõ ðåøåòîê.
Íà ðèñ. 6,á,ã,å ïðèâåäåíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå
çíà÷åíèÿ òåïëîåìêîñòè, ïîëó÷åííûå â ðàçíûõ ñåðè-
ÿõ èçìåðåíèé. Äîïîëíèòåëüíûìè èçìåðåíèÿìè òåï-
ëîåìêîñòè óñòàíîâëåíî, ÷òî â ýòèõ òåìïåðàòóðíûõ
èíòåðâàëàõ õàðàêòåð çàâèñèìîñòåé C(T) îáóñëîâëåí
òåðìè÷åñêîé ïðåäèñòîðèåé îáðàçöà è êèíåòè÷åñêè-
ìè ïàðàìåòðàìè ýêñïåðèìåíòà (ñêîðîñòüþ íàãðåâà,
òåìïåðàòóðíûì «øàãîì»). Ýòî ÿâëåíèå õàðàêòåðíî
äëÿ ôàçîâûõ ïåðåõîäîâ I ðîäà. Òî æå ñàìîå ìîæíî
óòâåðæäàòü îá �3-ïåðåõîäå â �-óðàíå, à òàêæå â ñî-
654 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6
Â.Ì. Äìèòðèåâ è äð.
Òàáëèöà
Õàðàêòåðèñòèêè íèçêîòåìïåðàòóðíûõ àíîìàëèé ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí �-óðàíà è åãî ñîåäèíåíèé
Ñîåäèíåíèå � 60 Ê �1(43 Ê) �2(37 Ê) �3(23 Ê) Ññûëêà Ãîä
�-U
a [13] 1952
�, �, à [6] 1961
a a [1] 1962
�, � [9] 1966
� � [5] 1968
I [12] 1979
ÂÇÏ [11] 1980
ÂÇÏ [10] 1981
�, à � � [4] 1990
II, ÂÇÏ [32] 2000
I, �, Ñ I, �, Ñ I, �, Ñ [3] 2001
Rs, Xs, � Rs, Xs��� Rs, Xs��� I Íàñòîÿùàÿ ðàáîòà 2004
UP
a [14] 1980
I [15] 1987
UAs
Ñ [16] 1982
I I [17] 1980
UNi2 � [18] 1980
U (1–x)PrxP � [19] 1980
UNiGe
I, � [33] 1988
II, c [23] 1991
UCu5Al
� [20] 1998
Rs, Xs, � Rs, Xs, � Rs, Xs, � Rs, Xs, � Íàñòîÿùàÿ ðàáîòà 2004
UCu4Al8
Rs, � Rs, � Rs, � [21] 2001
I, Rs, Ñ I, Rs, Ñ I, Rs, Ñ I, Rs, Ñ Íàñòîÿùàÿ ðàáîòà 2004
UFe4Al8 Rs Rs Rs Rs Íàñòîÿùàÿ ðàáîòà 2004
U3Ni3Sn4 I, Rs Rs Rs I, Rs Íàñòîÿùàÿ ðàáîòà 2004
åäèíåíèè U3Ni3Sn4, òàê êàê çäåñü íàáëþäàåòñÿ ãèñ-
òåðåçèñ íà çàâèñèìîñòè Rs(T). Îòìåòèì, ÷òî ïðè T =
= 60 Ê â ýòîì ñîåäèíåíèè, âèäèìî, òàêæå ïðîèñõî-
äèò ôàçîâûé ïåðåõîä I ðîäà, ÷òî ïîäòâåðæäàåòñÿ íà-
ëè÷èåì ãèñòåðåçèñà íà Rs(T) çàâèñèìîñòè (ðèñ. 8,á).
Òàêèì îáðàçîì, â íàñòîÿùåé ðàáîòå, êàê è â íåêî-
òîðûõ öèòèðóåìûõ ðàáîòàõ, ïîêàçàíî, ÷òî ôàçîâûå
ïåðåõîäû ïðè õàðàêòåðíûõ òåìïåðàòóðàõ óðàíà è
åãî ñîåäèíåíèé ÿâëÿþòñÿ ïåðåõîäàìè I ðîäà. Èñ-
êëþ÷åíèåì ÿâëÿåòñÿ ñîåäèíåíèå UNiGe, äëÿ êîòî-
ðîãî èìåþòñÿ ïðîòèâîðå÷èâûå äàííûå äëÿ ïåðåõîäà
�1 ïðè 43 Ê [23,33].
Îñîáî îòìåòèì ñëåäóþùåå. Àâòîðû ðàáîòû [16] â
ñîåäèíåíèè UAs íà çàâèñèìîñòè Ñ(T) ïðè 62 Ê íà-
áëþäàëè àíîìàëèþ òåïëîåìêîñòè, à â [17] ïîêàçàíî,
÷òî ïðè ýòîé òåìïåðàòóðå çäåñü èìååò ìåñòî ôàçî-
âûé ïåðåõîä I ðîäà. Êàê áûëî óêàçàíî âûøå, â ñî-
åäèíåíèè ThAs â îêðåñòíîñòè òåìïåðàòóðû 60 Ê àíî-
ìàëèè ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí îòñóòñòâóþò. Ê òîìó æå
â ðàáîòå [27] íàéäåíî, ÷òî íà çàâèñèìîñòÿõ �(T),
�(T) è Ñ(T) ñîåäèíåíèÿ UCu5In ïðè T = 25 Ê èìåþò
ìåñòî àíîìàëèè ýòèõ âåëè÷èí. Èç ýòîé æå ðàáîòû
âèäíî, ÷òî ïðè çàìåíå óðàíà íà òîðèé (ThCu5In) íà
çàâèñèìîñòÿõ �(T) è Ñ(T) àíîìàëèè ýòèõ âåëè÷èí
óæå íå íàáëþäàþòñÿ.
Àâòîðû [21] èññëåäîâàëè ðÿä ïñåâäîáèíàðíûõ
ñîåäèíåíèé ñ êðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðîé ThMn12.
Èç ýòîé ðàáîòû ñëåäóåò, ÷òî òîëüêî â ñîåäèíåíèè
UÑu4Al8 â îêðåñòíîñòè òåìïåðàòóðû 60 Ê, à òàêæå
ïðè òåìïåðàòóðàõ, ñîîòâåòñòâóþùèõ ïåðåõîäàì �1,
�2 è �3 (ñì. òàêæå ðèñ. 6), îáíàðóæåíû àíîìàëèè
� è Ñ. Èç ñðàâíåíèÿ ðèñ. 6 è ìàòåðèàëîâ ðàáîòû
[21] ìîæíî ïðèéòè ê çàêëþ÷åíèþ, ÷òî â ñîåäèíå-
íèè RFe4Al8 (R – ðåäêîçåìåëüíûé ìåòàëë) çàìåíà
R U� ïðèâîäèò ê ïîÿâëåíèþ àíîìàëèé Rs ïðè õà-
ðàêòåðíûõ òåìïåðàòóðàõ (ñì. ðèñ. 7), â òî âðåìÿ
êàê ïðè R � Lu, Y, Sc, Ce àíîìàëèè íà çàâèñèìîñòè
Rs(T) îáíàðóæåíû íå áûëè.
Âûøåïðèâåäåííîå ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî âî
âñåõ ñîåäèíåíèÿõ àíîìàëèè îìè÷åñêèõ ïîòåðü è òåï-
ëîåìêîñòè â îêðåñòíîñòè òåìïåðàòóð 60, 43, 37 è
23 Ê îáóñëîâëåíû èìåííî óðàíîì, à íå êàêèì-ëèáî
äðóãèì ýëåìåíòîì, ò.ê. ïðè çàìåíå óðàíà íà äðóãîé
ýëåìåíò ïðè ñîõðàíåíèè òîé æå êðèñòàëëè÷åñêîé
ñòðóêòóðû óêàçàííûå îñîáåííîñòè íå íàáëþäàþòñÿ.
Èçâåñòíî [34], ÷òî ïðè÷èíîé èçìåíåíèÿ ðàçìåðîâ
óðàíà ïðè åãî òåðìîöèêëèðîâàíèè îò êîìíàòíîé äî
âûñîêèõ òåìïåðàòóð ÿâëÿþòñÿ ëèáî ôàçîâûå ïðå-
âðàùåíèÿ (åñëè òåìïåðàòóðíûé öèêë âêëþ÷àåò òåì-
ïåðàòóðû, ïðè êîòîðûõ îíè ïðîèñõîäÿò) [35], ëèáî
àíèçîòðîïèÿ êîýôôèöèåíòà ëèíåéíîãî ðàñøèðåíèÿ
[36].
Ïðè ãëóáîêîì îõëàæäåíèè îòíîñèòåëüíî êîì-
íàòíîé òåìïåðàòóðû, âèäèìî, íåìàëîâàæíóþ ðîëü
â èçìåíåíèè ðàçìåðîâ îáðàçöà èãðàåò èìåííî
àíèçîòðîïèÿ ëèíåéíîãî ðàñøèðåíèÿ ïî îñÿì êðè-
ñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè. Ýòî ïîäòâåðæäàåòñÿ òåì, ÷òî
ïðè òåðìîöèêëèðîâàíèè â ïðåäåëàõ 77–300 Ê îáðàç-
öà �-óðàíà åãî äèàìåòð ñíèæàåòñÿ, à äëèíà óâåëè÷è-
âàåòñÿ, â òî âðåìÿ êàê ïðè òåðìîöèêëèðîâàíèè â
ïðåäåëàõ 4,2–300 Ê åãî äëèíà ñíèæàåòñÿ, à äèàìåòð
ðàñòåò (ðèñ. 9). Êàê óêàçàíî â [1,4,6,11,13,14],
èìåííî ìåæäó àçîòíîé è ãåëèåâîé òåìïåðàòóðàìè
(� 60 Ê) ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå çíàêà êðóòèçíû ëè-
íåéíîãî ðàñøèðåíèÿ óðàíà ïî îñè à (îñü à íà÷èíàåò
óâåëè÷èâàòüñÿ).
Ñðàâíèâàÿ ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ñ èçâåñòíû-
ìè, ìîæíî îòìåòèòü ìíîãî îáùèõ ñâîéñòâ â èçìåíå-
íèè ðàçìåðîâ �-óðàíà ïðè åãî òåðìîöèêëèðîâàíèè â
ïðåäåëàõ îò êîìíàòíîé äî âûñîêîé è îò êîìíàòíîé
äî êðèîãåííûõ òåìïåðàòóð.  ÷àñòíîñòè, òî, ÷òî ïðè
òåðìîöèêëèðîâàíèè äî 4,2 Ê êðóòèçíà (l,d,V)/ N
ìåíÿåò çíàê, ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî èçìåíåíèå
ðàçìåðîâ, êàê è ïðè òåðìîöèêëèðîâàíèè îò êîìíàò-
íîé äî âûñîêèõ òåìïåðàòóð, ïðîèñõîäèò â ïðîöåññå
îõëàæäåíèÿ îáðàçöà, à íå åãî íàãðåâà, ÷òî òàêæå
ñëåäóåò èç ðåçóëüòàòîâ ðàáîòû [37].
Êàê ïðè òåðìîöèêëèðîâàíèè îò êîìíàòíîé äî âû-
ñîêèõ òåìïåðàòóð [37], òàê è îò êîìíàòíîé äî êðèî-
ãåííûõ òåìïåðàòóð ðàçìåðû èçìåíÿþòñÿ ëèíåéíî ñ
óâåëè÷åíèåì êîëè÷åñòâà òåðìîöèêëîâ.
Ýêñïåðèìåíòàëüíî óñòàíîâëåíî, ÷òî èçìåíåíèå
ðàçìåðîâ �-óðàíà ïðîèñõîäèò èìåííî ïðè áûñòðîì
îõëàæäåíèè îáðàçöà è íàãðåâå ñ ëþáîé ñêîðîñòüþ.
Òàê, èçìåíåíèå ðàçìåðîâ îáðàçöîâ èìååò ìåñòî òîëü-
êî ïðè èõ îõëàæäåíèè ðåçêèì îêóíàíèåì â æèäêèé
àçîò èëè ãåëèé. Ïðè ýòîì âðåìÿ îòåïëåíèÿ — îò
åäèíèö ñåêóíä äî äåñÿòè ìèíóò. Åñëè æå îáðàçåö îõ-
ëàæäàòü ìåäëåííî (îáðàçåö ìåäëåííî îïóñêàëñÿ ê
óðîâíþ êðèîãåííîé æèäêîñòè), òî, íåçàâèñèìî îò
ñêîðîñòè åãî íàãðåâà (ïðè áûñòðîì íàãðåâå îõëàæ-
äåííûé äî 77 Ê îáðàçåö ðåçêî îêóíàëñÿ â æèäêîñòü
ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå), èçìåíåíèå ðàçìåðîâ
îáðàçöà çàìå÷åíî íå áûëî. Ýòè ðåçóëüòàòû ñîâïàäà-
þò ñ äàííûìè ðàáîò [1,37] â ñëó÷àå òåðìîöèêëèðî-
âàíèÿ óðàíà îò êîìíàòíîé äî âûñîêèõ òåìïåðàòóð.
Ïðè òåðìîöèêëèðîâàíèè îò êîìíàòíîé äî êðèî-
ãåííûõ òåìïåðàòóð èçìåíÿþòñÿ íå òîëüêî ðàçìåðû
îáðàçöà, íî è åãî îáúåì, êàê è ïðè òåðìîöèêëèðîâà-
íèè îò êîìíàòíîé äî âûñîêèõ òåìïåðàòóð [1].
Âñå âûøåóêàçàííîå äëÿ ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî
�-óðàíà îòíîñèòñÿ è ê ìîíîêðèñòàëëó UCu5Al
(ðèñ. 11). Îäíàêî, ñîãëàñíî [1], ìîíîêðèñòàëëû
�-óðàíà ïðè èõ òåðìîöèêëèðîâàíèè ðàçìåðîâ íå èç-
ìåíÿþò, òàê êàê äëÿ èçìåíåíèÿ ðàçìåðîâ ïðè òåðìî-
öèêëàõ òðåáóåòñÿ íàëè÷èå ãðàíèö çåðåí ñ áîëüøîé
âçàèìíîé ðàçîðèåíòàöèåé. Òî, ÷òî ìû íàáëþäàëè
èçìåíåíèå ðàçìåðîâ ìîíîêðèñòàëëà, ñâèäåòåëüñòâó-
Íèçêîòåìïåðàòóðíûå àíîìàëèè îìè÷åñêèõ ïîòåðü, òåïëîåìêîñòè è ëèíåéíûõ ðàçìåðîâ îáðàçöîâ óðàíà
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6 655
åò î òîì, ÷òî-ëèáî óñëîâèÿ äëÿ ðîñòà ïîñëåäíèõ ìî-
ãóò áûòü èíûå, èëè òåðìîöèêëèðîâàëè ìîíîêðè-
ñòàëë ñ äåôåêòàìè.
5. Çàêëþ÷åíèå
Âïåðâûå óñòàíîâëåíî, ÷òî íà òåìïåðàòóðíûõ çà-
âèñèìîñòÿõ óäåëüíîãî ýëåêòðîñîïðîòèâëåíèÿ � è
ïîâåðõíîñòíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ Rs îáðàçöîâ �-óðà-
íà, à òàêæå åãî ñîåäèíåíèé UCu5Al, UCu4Al8,
UFe4Al8 è U3Ni3Sn4 ïðè òåìïåðàòóðàõ âáëèçè 60 Ê,
à òàêæå â îêðåñòíîñòè ïåðåõîäîâ �1(43 Ê), �2(37 Ê)
è �3(23 Ê) íàáëþäàþòñÿ àíîìàëèè. Ðàíåå ïîäîáíûå
àíîìàëèè äðóãèõ ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí áûëè îáíàðó-
æåíû ïðè äâóõ-òðåõ õàðàêòåðíûõ òåìïåðàòóðàõ â
ðàçëè÷íûõ îáðàçöàõ, ÷òî íå äàâàëî îñíîâàíèé äëÿ
âûâîäà îá îáùíîñòè òàêèõ àíîìàëèé äëÿ óðàíà è åãî
ñîåäèíåíèé. Íà îñíîâàíèè íàøèõ ýêñïåðèìåíòàëü-
íûõ ðåçóëüòàòîâ è àíàëèçà èìåþùèõñÿ ëèòåðàòóð-
íûõ äàííûõ ìû ñ÷èòàåì, ÷òî àíîìàëèè ðàçëè÷íûõ
ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí â ñîåäèíåíèÿõ, ñîäåðæàùèõ
óðàí â êà÷åñòâå êîìïîíåíòà, îïðåäåëÿþòñÿ óðàíîì.
Èç ëèòåðàòóðíûõ èñòî÷íèêîâ è íàøèõ èçìåðåíèé
ñëåäóåò, ÷òî, êàê ïðàâèëî, ýòè àíîìàëèè âûçâàíû
ôàçîâûìè ïåðåõîäàìè ïåðâîãî ðîäà ïðè ñîîòâåòñò-
âóþùèõ õàðàêòåðíûõ òåìïåðàòóðàõ. Âûÿñíåíî, ÷òî
ôàçîâûé ïåðåõîä ïðè T = TN â ñîåäèíåíèè UCu5Al
êàðäèíàëüíî ïåðåñòðàèâàåò ñèñòåìó ðàññåÿíèÿ êâà-
çè÷àñòèö, ÷òî èçìåíÿåò õàðàêòåð òåìïåðàòóðíîé
çàâèñèìîñòè îìè÷åñêèõ ïîòåðü ñ ïîëóïðîâîäíèêîâî-
ãî ïðè T > TN íà ìåòàëëè÷åñêèé ïðè T < TN. Ïðè
T < TN �(T) ñîåäèíåíèÿ ñïàäàåò ïî êâàäðàòè÷íîìó
çàêîíó, ÷òî ìîæåò áûòü ïîêàçàòåëåì ôåðìèæèäêîñò-
íîãî ïîâåäåíèÿ. Ïðè T < TN íàáëþäàåòñÿ îñåâàÿ
àíèçîòðîïèÿ óäåëüíîãî è ïîâåðõíîñòíîãî ñîïðîòèâ-
ëåíèé: ñîïðîòèâëåíèÿ, èçìåðåííûå â íàïðàâëåíèè,
ïåðïåíäèêóëÿðíîì îñè ðîñòà ìîíîêðèñòàëëà, íèæå,
÷åì âäîëü îñè ðîñòà ìîíîêðèñòàëëà.
Îáíàðóæåíî, ÷òî ïðè ìíîãîêðàòíîì òåðìîöèêëè-
ðîâàíèè îò êîìíàòíîé äî íèçêèõ òåìïåðàòóð èç-
ìåíÿþòñÿ ðàçìåðû îáðàçöîâ óðàíà è ñîåäèíåíèÿ
UCu5Al. Ïî ñâîåé ôîðìå è ñâîéñòâàì ýòè èçìåíåíèÿ
ïîäîáíû òåì, êîòîðûå íàáëþäàþòñÿ ïðè òåðìîöèê-
ëèðîâàíèè îò êîìíàòíîé äî âûñîêèõ òåìïåðàòóð.
Ïîêàçàíî, ÷òî èçìåíåíèå ðàçìåðîâ îáðàçöîâ ïðîèñ-
õîäèò òîëüêî ïðè èõ çàõîëàæèâàíèè ñ áîëüøîé ñêî-
ðîñòüþ.
Àâòîðû áëàãîäàðíû À.È. Ïðîõâàòèëîâó çà ïðî-
÷òåíèå ðóêîïèñè, öåííûå çàìå÷àíèÿ è ïîëåçíûå îá-
ñóæäåíèÿ.
1. À.Í. Õîëäåí, Ôèçè÷åñêîå ìåòàëëîâåäåíèå óðàíà,
Ãîñíàó÷òåõèçäàò ïî ÷åðíîé è öâåòíîé ìåòàëëóðãèè,
Ìîñêâà (1962).
2. P.Ch. Sahu, M. Yîsuf, and K. Govinda Rajan, Phy-
sica B183, 145 (1993).
3. J.C. Lashley, B.E. Lang, J. Boerio-Goates, B.F.
Woodfield, G.M. Schmiedeshoff, E.C. Gay, C.C. Mc-
Pheeters, D.J. Thoma, W.L. Hults, J.C. Cooley, R.J.
Hanrahan, and J.L. Smith, Phys. Rev. B63, 224510-1
(2001).
4. Ë.Ã. ×à÷õèàíè, Ç.Á. ×à÷õèàíè, Èíòåðìåòàëëè÷å-
ñêèå ñîåäèíåíèÿ óðàíà, Èçä-âî Ìåöíèåðåáà, Òáèëèñè
(1990).
5. J.W. Ross and D.J. Lam, Phys. Rev. 165, 617 (1968).
6. E.S. Fisher and H.J. McSkimin, Phys. Rev. 124, 67
(1961).
7. E.S. Fisher and D. Dever, Solid State Commun. 8,
649 (1970).
8. E.S. Fisher and D. Dever, Phys. Rev. 170, 607
(1968).
9. J.C. Jousset, Acta Metall. 14, 193 (1966).
10. C.A. Cornelius and T.F. Smith, Solid State Commun.
38, 599 (1981).
11. H.G. Smith, N. Wakabayashi, W.N. Crummett, R.M.
Nichlow, G.H. Lander, and E.S. Fisher, Phys. Rev.
Lett. 44, 1612 (1980).
12. J.M. Fournier, A. Delapalme, C. Leyen, and G.H.
Lander, J. Phys. (Paris) 40, 4 (1979).
13. A.F. Schuch and H.L. Laquer, Phys. Rev. 86, 803
(1952).
14. F. Hulliger and O. Vogt, Physica B102, 316 (1980).
15. P.G. Thérond, J.M. Fournier, J. Schoenes, and O.
Vogt, J. Magn. Magn. Mater. 64, 45 (1987).
16. O. Vogt and H. Barthalim, J. Magn. Magn. Mater.
29, 291 (1982).
17. J. Rossat-Mignod, D. Burlet, S. Quezell, and O.
Vogt, Physica Â102, 237 (1980).
18. L. Havela, J. H�ebik, J. Sternberk, A. Me�ovsky, and
A. Zentko, Phys. Status Solidi A59, K165 (1980).
19. R. Troæ, Physica 102, 233 (1980).
20. R. Troæ, R. Andruszkiewicz, R. Pietri, and B. And-
raka, J. Magn. Magn. Mater. 183, 132 (1998).
21. À.Ì. Ãóðåâè÷, Â.Ì. Äìèòðèåâ, Â.Í. Åðîïêèí, Á.Þ.
Kîòóð, Í.Í. Ïðåíöëàó, Â. Ñóñêè, À.Â. Òåðåõîâ,
Ë.Â. Øëûê, ÔÍÒ 27, 1308 (2001).
22. B. Ptasiewicz-Bak, A. Baran, W. Suski, and J. Le-
ciewicz, J. Magn. Magn. Mater. 76–77, 939 (1988).
23. V.M. Dmitriev, V.N. Eropkin, A.M. Gurevich, A.P.
Isakina, V.M. Kobelev, A.J. Prokhvatilov, L.V. Shlyk,
R. Troæ, and V.H. Tran, Fiz. Nizk. Temp. 17, 1051
(1991).
24. M. Drulis, A. Baran, B. Stalinski, W. Suski, R.
Felten, F. Stedlich, and L. Pawlak, Thermochem. Acta
139, 219 (1989).
25. À.Ì. Ãóðåâè÷, Â.Ì. Äìèòðèåâ, Â.Í. Åðîïêèí, Ë.À.
Èùåíêî, Í.Í. Ïðåíöëàó, Ë.Â. Øëûê, ÔÍÒ 25, 15
(1999).
26. Ñ. Ðàìî, Äæ. Óèííåðè, Ïîëÿ è âîëíû â ñîâðåìåííîé
ðàäèîòåõíèêå, ÎÃÈÇ, Ìîñêâà—Ëåíèíãðàä (1948).
656 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6
Â.Ì. Äìèòðèåâ è äð.
27. D. Kaczorowski, R. Troæ, A. Czopnik, A. Jezowski,
Z. Henkie, and W. Zaremba, Phys. Rev. 63, 144401
(2001).
28. Å.Ì. Ëåâèí, â êí.: Îò÷åò î íàó÷íî-èññëåäîâàòåëü-
ñêîé ðàáîòå ìåæäóíàðîäíîé ëàáîðàòîðèè ñèëüíûõ
ìàãíèòíûõ ïîëåé è íèçêèõ òåìïåðàòóð, Âðîöëàâ,
Ïîëüøà (1998), ñ. 21.
29. V.H. Tran, R. Troæ, J. Stepien-Damm, T. Koma-
tsubara, F. Steglich, R. Hauser, and E. Bauer, Phys.
Rev. B66, 054421 (2002).
30. R.Troæ, V.H. Tran, M. Wolcyrz, G. André, and F.
Bourée, J. Magn. Magn. Mater. 190, 251 (1998).
31. B. Nowak and R. Troæ, Solid State Nuclear Magnetic
Resonance 14, 157 (1999).
32. J.-C. Marmeggi, R. Currat, A. Boutet, and G.H. Lan-
der, J. Phys. Soc. Jpn. 70, 22 (2001).
33. R. Troæ and V.H. Tran, J. Magn. Magn. Mater. 73,
389 (1988).
34. Ñ.Ô. Êîâòóí, Â.Ñ. Êîãàí, ÔÌÌ 13, 316 (1962).
35. À.Ì. Êîñåâè÷, Ë.Â. Òàíàòàðîâ, ÔÌÌ 8, 255 (1959).
36. Ð.È. Ãàðáåð, Ñ.ß. Çàëèâàäíûé, Â.Ì. Ìèõàéëîâ-
ñêèé, ÔÒÒ 2, 1052 (1960).
37. Á.Ã. Ëàçàðåâ, À.È. Ñóäîâöåâ, Ë.Ã. Ñìèðíîâ, ÔÌÌ
7, 122 (1959).
Low-temperature anomalies of Ohmic losses in à
frequency range 0–100 MHz, heat capacity and
linear sizes of samples of uranium and some of its
compounds
V.M. Dmitriev, N.N. Prentslau, A.M. Gurevich,
L.A. Ischenko, W. Suski,
A.V. Terekhov, and R. Troæ
On the basis of experimental results, the
anomalies of heat capacity and electrical resis-
tance were detected for the first time in �-ura-
nium and UCu5Al, UCu4Al8, UFe4Al8,
U3Ni3Sn4 compounds in the vicinity of 60 K and
�1(43 K), �2(37 K) and �3(23 K) transitions.
The anomalies in these compounds are presum-
ably attributed to the effect of uranium. It is
found that in UCu5Al the dependence of Ohmic
losses changes its nature from semiconducting at
T > TN (TN = 20 K) to metallic at T < TN .
The dimensions of the �-U and UCu5Al samples
vary on repeated thermocycling from room to
low temperatures.
Íèçêîòåìïåðàòóðíûå àíîìàëèè îìè÷åñêèõ ïîòåðü, òåïëîåìêîñòè è ëèíåéíûõ ðàçìåðîâ îáðàçöîâ óðàíà
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2004, ò. 30, ¹ 6 657
|