Модули упругости борокарбидов. Новый подход к технике акустических измерений

Модули упругости борокарбидов. Новый подход к технике акустических измерений

Предложен и осуществлен новый вариант фазового метода определения скорости звука, реализующий "нониусную" методику измерений и позволяющий добиться приемлемой точности (≤ 1%) в образцах субмиллиметровых размеров. Измерены скорости звука в монокристаллах борокарбидов RNi₂B₂C (R = Y, Lu, Ho)...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Физика низких температур
Datum:2003
Hauptverfasser: Масалитин, Е.А., Филь, В.Д., Жеков, К.Р., Жолобенко, А.Н., Игнатова, Т.В., Sung-Ik, Lee
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2003
Schlagworte:
Динамика кристаллической решетки
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128784
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Модули упругости борокарбидов. Новый подход к технике акустических измерений / Е.А. Масалитин, В.Д. Филь, К.Р. Жеков, А.Н. Жолобенко, Т.В. Игнатова, Sung-Ik Lee // Физика низких температур. — 2003. — Т. 29, № 1. — С. 93-98. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-128784
record_format dspace
spelling Масалитин, Е.А.
Филь, В.Д.
Жеков, К.Р.
Жолобенко, А.Н.
Игнатова, Т.В.
Sung-Ik, Lee
2018-01-13T19:53:19Z
2018-01-13T19:53:19Z
2003
Модули упругости борокарбидов. Новый подход к технике акустических измерений / Е.А. Масалитин, В.Д. Филь, К.Р. Жеков, А.Н. Жолобенко, Т.В. Игнатова, Sung-Ik Lee // Физика низких температур. — 2003. — Т. 29, № 1. — С. 93-98. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
0132-6414
PACS: 43.58.+z, 62.20.+z, 74.25.Ld
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128784
Предложен и осуществлен новый вариант фазового метода определения скорости звука, реализующий "нониусную" методику измерений и позволяющий добиться приемлемой точности (≤ 1%) в образцах субмиллиметровых размеров. Измерены скорости звука в монокристаллах борокарбидов RNi₂B₂C (R = Y, Lu, Ho). Рассчитаны модули упругости и температуры Дебая.
A new version of the phase method of determining the sound velocity is proposed and implemented. It utilizes the “Nonius” measurement technique and can give acceptable accuracy (⩽1%) in samples of submillimeter size. Measurements of the sound velocity are made in single-crystal samples of the borocarbides RNi₂B₂C (R = Y, Lu, Ho). The elastic constants and the Debye temperature are calculated.
Запропоновано та здійснено новий варіант фазового методу визначення швидкості звуку, який реалізує «ноніусну» методику вимірювань та дозволяє добитися припустимої точності (≤ 1%) у зразках субміліметрових розмірів. Виміряно швидкості звуку в монокристалах борокарбідів RNi2B2C RNi₂B₂C (R = Y, Lu, Ho). Розраховано модулі пружності та температури Дебая.
Работа частично поддержана Государственным фондом фундаментальных исследований Министерства образования и науки Украины (грант № 0207/00359).
ru
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
Физика низких температур
Динамика кристаллической решетки
Модули упругости борокарбидов. Новый подход к технике акустических измерений
Elastic constants of borocarbides. New approach to acoustic measurement technique
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Модули упругости борокарбидов. Новый подход к технике акустических измерений
spellingShingle Модули упругости борокарбидов. Новый подход к технике акустических измерений
Масалитин, Е.А.
Филь, В.Д.
Жеков, К.Р.
Жолобенко, А.Н.
Игнатова, Т.В.
Sung-Ik, Lee
Динамика кристаллической решетки
title_short Модули упругости борокарбидов. Новый подход к технике акустических измерений
title_full Модули упругости борокарбидов. Новый подход к технике акустических измерений
title_fullStr Модули упругости борокарбидов. Новый подход к технике акустических измерений
title_full_unstemmed Модули упругости борокарбидов. Новый подход к технике акустических измерений
title_sort модули упругости борокарбидов. новый подход к технике акустических измерений
author Масалитин, Е.А.
Филь, В.Д.
Жеков, К.Р.
Жолобенко, А.Н.
Игнатова, Т.В.
Sung-Ik, Lee
author_facet Масалитин, Е.А.
Филь, В.Д.
Жеков, К.Р.
Жолобенко, А.Н.
Игнатова, Т.В.
Sung-Ik, Lee
topic Динамика кристаллической решетки
topic_facet Динамика кристаллической решетки
publishDate 2003
language Russian
container_title Физика низких температур
publisher Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
format Article
title_alt Elastic constants of borocarbides. New approach to acoustic measurement technique
description Предложен и осуществлен новый вариант фазового метода определения скорости звука, реализующий "нониусную" методику измерений и позволяющий добиться приемлемой точности (≤ 1%) в образцах субмиллиметровых размеров. Измерены скорости звука в монокристаллах борокарбидов RNi₂B₂C (R = Y, Lu, Ho). Рассчитаны модули упругости и температуры Дебая. A new version of the phase method of determining the sound velocity is proposed and implemented. It utilizes the “Nonius” measurement technique and can give acceptable accuracy (⩽1%) in samples of submillimeter size. Measurements of the sound velocity are made in single-crystal samples of the borocarbides RNi₂B₂C (R = Y, Lu, Ho). The elastic constants and the Debye temperature are calculated. Запропоновано та здійснено новий варіант фазового методу визначення швидкості звуку, який реалізує «ноніусну» методику вимірювань та дозволяє добитися припустимої точності (≤ 1%) у зразках субміліметрових розмірів. Виміряно швидкості звуку в монокристалах борокарбідів RNi2B2C RNi₂B₂C (R = Y, Lu, Ho). Розраховано модулі пружності та температури Дебая.
issn 0132-6414
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128784
citation_txt Модули упругости борокарбидов. Новый подход к технике акустических измерений / Е.А. Масалитин, В.Д. Филь, К.Р. Жеков, А.Н. Жолобенко, Т.В. Игнатова, Sung-Ik Lee // Физика низких температур. — 2003. — Т. 29, № 1. — С. 93-98. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT masalitinea moduliuprugostiborokarbidovnovyipodhodktehnikeakustičeskihizmerenii
AT filʹvd moduliuprugostiborokarbidovnovyipodhodktehnikeakustičeskihizmerenii
AT žekovkr moduliuprugostiborokarbidovnovyipodhodktehnikeakustičeskihizmerenii
AT žolobenkoan moduliuprugostiborokarbidovnovyipodhodktehnikeakustičeskihizmerenii
AT ignatovatv moduliuprugostiborokarbidovnovyipodhodktehnikeakustičeskihizmerenii
AT sungiklee moduliuprugostiborokarbidovnovyipodhodktehnikeakustičeskihizmerenii
AT masalitinea elasticconstantsofborocarbidesnewapproachtoacousticmeasurementtechnique
AT filʹvd elasticconstantsofborocarbidesnewapproachtoacousticmeasurementtechnique
AT žekovkr elasticconstantsofborocarbidesnewapproachtoacousticmeasurementtechnique
AT žolobenkoan elasticconstantsofborocarbidesnewapproachtoacousticmeasurementtechnique
AT ignatovatv elasticconstantsofborocarbidesnewapproachtoacousticmeasurementtechnique
AT sungiklee elasticconstantsofborocarbidesnewapproachtoacousticmeasurementtechnique
first_indexed 2025-11-26T20:23:14Z
last_indexed 2025-11-26T20:23:14Z
_version_ 1850773284380999680
fulltext Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 1, ñ. 93–98 Ìîäóëè óïðóãîñòè áîðîêàðáèäîâ. Íîâûé ïîäõîä ê òåõíèêå àêóñòè÷åñêèõ èçìåðåíèé Å. À. Ìàñàëèòèí, Â. Ä. Ôèëü, Ê. Ð. Æåêîâ, À. Í. Æîëîáåíêî, Ò. Â.Èãíàòîâà Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò íèçêèõ òåìïåðàòóð èì. Á. È. Âåðêèíà ÍÀÍ Óêðàèíû ïð. Ëåíèíà, 47, ã. Õàðüêîâ, 61103, Óêðàèíà E-mail: fil@ilt.kharkov.ua Sung-Ik Lee Department of Physics, Pohang University of Science and Technology, Pohang 790-784, Korea Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 15 èþëÿ 2002 ã. Ïðåäëîæåí è îñóùåñòâëåí íîâûé âàðèàíò ôàçîâîãî ìåòîäà îïðåäåëåíèÿ ñêîðîñòè çâóêà, ðåàëèçóþùèé «íîíèóñíóþ» ìåòîäèêó èçìåðåíèé è ïîçâîëÿþùèé äîáèòüñÿ ïðèåìëåìîé òî÷íî- ñòè (� 1%) â îáðàçöàõ ñóáìèëëèìåòðîâûõ ðàçìåðîâ. Èçìåðåíû ñêîðîñòè çâóêà â ìîíîêðèñòàë- ëàõ áîðîêàðáèäîâ RNi2B2C (R = Y, Lu, Ho). Ðàññ÷èòàíû ìîäóëè óïðóãîñòè è òåìïåðàòóðû Äå- áàÿ. Çàïðîïîíîâàíî òà çä³éñíåíî íîâèé âàð³àíò ôàçîâîãî ìåòîäó âèçíà÷åííÿ øâèäêîñò³ çâóêó, ÿêèé ðåàë³çóº «íîí³óñíó» ìåòîäèêó âèì³ðþâàíü òà äîçâîëÿº äîáèòèñÿ ïðèïóñòèìî¿ òî÷íîñò³ (� 1%) ó çðàçêàõ ñóáì³ë³ìåòðîâèõ ðîçì³ð³â. Âèì³ðÿíî øâèäêîñò³ çâóêó â ìîíîêðèñòàëàõ áîðîêàðá³ä³â RNi2B2C (R = Y, Lu, Ho). Ðîçðàõîâàíî ìîäóë³ ïðóæíîñò³ òà òåìïåðàòóðè Äåáàÿ. PACS: 43.58.+z, 62.20.+z, 74.25.Ld 1. Ââåäåíèå Îäíà èç âàæíûõ çàäà÷ ôèçè÷åñêîé àêóñòèêè – ïîëó÷åíèå äîñòîâåðíûõ äàííûõ î ìîäóëÿõ óïðóãî- ñòè âíîâü ñèíòåçèðîâàííûõ ñîåäèíåíèé. Ýòè äàí- íûå, ïðåäñòàâëÿÿ ñàìîñòîÿòåëüíûé èíòåðåñ, ñëóæàò òàêæå òåñòîâûìè ïðè òåîðåòè÷åñêèõ ðàñ÷åòàõ çîí- íûõ ñòðóêòóð, ñèëîâûõ ïîñòîÿííûõ è ôîíîííûõ ñïåêòðîâ. Êàê ïðàâèëî, âíîâü ñèíòåçèðîâàííûå ìà- òåðèàëû äîñòóïíû ëèáî â âèäå ïðîäóêòîâ òâåðäî- ôàçíîãî ñèíòåçà (ò.å. ïîðèñòûõ â òîé èëè èíîé ñòåïåíè êåðàìèê), ëèáî â âèäå ìåëêèõ ìîíîêðèñòàë- ëîâ. Îáúåêòû ïåðâîé ãðóïïû õàðàêòåðèçóþòñÿ çíà- ÷èòåëüíûì ðàññåÿíèåì óïðóãèõ êîëåáàíèé, ÷òî ôàêòè÷åñêè äåëàåò íåâîçìîæíûì èñïîëüçîâàíèå ðàçëè÷íûõ âàðèàíòîâ ðåçîíàíñíûõ èëè êâàçèðåçî- íàíñíûõ (òèïà ìåòîäà äëèííîãî èìïóëüñà) ìåòîäîâ äëÿ îïðåäåëåíèÿ àáñîëþòíûõ çíà÷åíèé ñêîðîñòè çâóêà â íèõ. Ìîíîêðèñòàëëû ÷àùå âñåãî èìåþò ìèë- ëèìåòðîâûå è ñóáìèëëèìåòðîâûå ðàçìåðû; â ñëîè- ñòûõ æå êðèñòàëëàõ, êðîìå òîãî, õàðàêòåðíûé ðàç- ìåð â íàïðàâëåíèè, ïåðïåíäèêóëÿðíîì ñëîÿì, çà÷àñòóþ ñîñòàâëÿåò 100–200 ìêì èëè åùå ìåíüøå. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ìîäóëåé óïðóãîñòè òàêèõ îáúåê- òîâ áûë ðàçâèò ìåòîä óëüòðàçâóêîâîé ðåçîíàíñíîé ñïåêòðîñêîïèè [1], çàêëþ÷àþùèéñÿ â èçìåðåíèè ñïåêòðà ðåçîíàíñíûõ ÷àñòîò èññëåäóåìîãî îáðàçöà ñ ïîñëåäóþùèì ðåøåíèåì îáðàòíîé çàäà÷è âîññòàíîâ- ëåíèÿ âñåõ êîìïîíåíò òåíçîðà ìîäóëåé óïðóãîñòè. Ïî ñóòè ìåòîä ñóãóáî ðåçîíàíñíûé, ò.å. òàêæå ïðè- ìåíèì òîëüêî ê îáúåêòàì ñ ìàëûì ðàññåÿíèåì (çàòó- õàíèåì), ÷åìó íå âñåãäà âîçìîæíî óäîâëåòâîðèòü äàæå â íåáîëüøèõ ìîíîêðèñòàëëàõ, íàïðèìåð, âáëèçè òî÷åê ôàçîâûõ ïðåâðàùåíèé. Êðîìå òîãî, åãî ìîæíî ðåàëèçîâàòü òîëüêî â îáðàçöàõ ñòðîãî îï- ðåäåëåííîé ïðîñòîé ãåîìåòðè÷åñêîé ôîðìû (ïðÿìî- óãîëüíûé ïàðàëëåëåïèïåä). Ñëîæíîñòü ìàòåìàòè÷å- ñêîé îáðàáîòêè â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè ëèøàåò ìåòîä íàãëÿäíîñòè, çàòðóäíÿÿ êîíòðîëü âîçìîæíûõ îøèáîê. Íàìè ðåàëèçîâàí íîâûé âàðèàíò ôàçîâîãî ìåòîäà èçìåðåíèÿ ñêîðîñòåé çâóêà, ïðèìåíèìûé êàê â êåðà- ìè÷åñêèõ îáðàçöàõ ñ ñèëüíûì ðàññåÿíèåì, òàê è â ìîíîêðèñòàëëàõ ñóáìèëëèìåòðîâûõ ðàçìåðîâ. Ðåà- ëèçóÿ ñâîåãî ðîäà «íîíèóñíóþ» ïðîöåäóðó èçìåðå- íèé, ìåòîä ïîçâîëÿåò â îáîèõ ñëó÷àÿõ äîáèòüñÿ ïðè- © Å. À. Ìàñàëèòèí, Â. Ä. Ôèëü, Ê. Ð. Æåêîâ, À. Í. Æîëîáåíêî, Ò. Â. Èãíàòîâà, Sung-Ik Lee, 2003 åìëåìîé (êàê ïðàâèëî, ëó÷øå 1%) òî÷íîñòè. Ïðè åãî èñïîëüçîâàíèè èçìåðåíû ñêîðîñòè çâóêà â ïîëèêðèñòàëëàõ MgB2 [2] è ñëîèñòûõ ìîíî- êðèñòàëëàõ VSe2 [3]. Êðîìå òîãî, áóäó÷è ïîëíî- ñòüþ íåçàâèñèìîé (â îòëè÷èå îò ðåçîíàíñíûõ ìå- òîäîâ) îò ïðèðîäû àíàëèçèðóåìûõ ñèãíàëîâ, ïðèáîðíàÿ ðåàëèçàöèÿ ìåòîäà ïîçâîëÿåò èçó÷àòü èçìåíåíèå àìïëèòóäû è ôàçû ëþáûõ èìïóëüñ- íûõ âûñîêî÷àñòîòíûõ ñèãíàëîâ.  ÷àñòíîñòè, ñ åå ïîìîùüþ èçìåðåíû õàðàêòåðèñòèêè ýëåêòðè- ÷åñêîãî ïîëÿ, ñîïðîâîæäàþùåãî â ìåòàëëå ïðî- äîëüíóþ çâóêîâóþ âîëíó [4]. Âòîðîé ðàçäåë ðàáîòû ïîñâÿùåí îïèñàíèþ îñ- íîâíûõ ïðèíöèïîâ ðåàëèçàöèè «íîíèóñíîãî» ìåòîäà ôàçîâûõ èçìåðåíèé ñêîðîñòè çâóêà.  òðåòüåì — ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé ìî- äóëåé óïðóãîñòè â ìîíîêðèñòàëëàõ áîðîêàðáè- äîâ RNi2B2C (R = Y, Lu, Ho). 2. «Íîíèóñíûé» ìåòîä èçìåðåíèÿ ñêîðîñòè çâóêà. Ïðèíöèïû è ïðèáîðíàÿ ðåàëèçàöèÿ Áëîê-ñõåìà óñòàíîâêè, ðåàëèçóþùåé îáñóæ- äàåìóþ ìåòîäèêó, ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 1. Ïî ñó- ùåñòâó îíà ïðåäñòàâëÿåò ñòàíäàðòíóþ êîìïåíñà- öèîííóþ, ëèáî ìîñòîâóþ ñõåìó, â çàâèñèìîñòè îò àëãîðèòìà îáðàáîòêè èìïóëüñíûõ ñèãíàëîâ, çàäàâàåìîãî áëîêîì èìïóëüñíî-êîäîâîé ìîäóëÿ- öèè.  ðåæèìå ìîñòà ñèãíàë, ïðîøåäøèé êàíàë îáðàçöà, ñêëàäûâàåòñÿ â ïðîòèâîôàçå ñ ðàâíûì åìó ïî àìïëèòóäå ñèãíàëîì ñðàâíåíèÿ. Àìïëèòó- äó è ôàçó ïîñëåäíåãî ðåãóëèðóåò ïðèåìíèê, èñ- ïîëüçóþùèéñÿ â êà÷åñòâå íóëü-îðãàíà. Ðàçäåëå- íèå ñèãíàëà ðàçáàëàíñà íà àìïëèòóäíóþ è ôàçîâóþ êîìïîíåíòû îñóùåñòâëÿåòñÿ âûñîêî- ÷àñòîòíûìè ñèíõðîííûìè äåòåêòîðàìè [5].  êîìïåíñàöèîííîì ðåæèìå ñ ïîìîùüþ óñòðîéñòâ âûáîðêè—õðàíåíèÿ ïðèåìíèê âûðàâíèâàåò àì- ïëèòóäû ñèãíàëîâ, ïðèøåäøèõ íà åãî âõîä â ðàçíûå ìîìåíòû âðåìåíè.  ýòîì ñëó÷àå ñèãíàëû ðàñ- êîìïåíñàöèè ïî àìïëèòóäå è ôàçå âûðàáàòûâàþòñÿ çà ñ÷åò ñïåöèàëüíîé êîäîâîé ìîäóëÿöèè èìïóëüñíûõ ïî- ñëåäîâàòåëüíîñòåé ñèãíàëîâ â îáîèõ êàíàëàõ.  ëþáîì âàðèàíòå ðåãèñòðèðóåìûìè âåëè÷èíàìè, ââîäèìûìè â êîìïüþòåð, ÿâëÿþòñÿ ïîêàçàíèÿ àòòåíþàòîðà (àìïëè- òóäà ñèãíàëà ñðàâíåíèÿ) è ôàçîìåòðà (ðàçíîñòü ôàç àíàëèçèðóåìîãî ñèãíàëà è ñèãíàëà ñðàâíåíèÿ). Äâå îðèãèíàëüíûå ðàçðàáîòêè, ïðèìåíåííûå ïðè ðåàëèçàöèè ýòîé îáùåïðèíÿòîé ñõåìû, ñóùåñòâåííî ðàñøèðèëè åå ýêñïëóàòàöèîííûå õàðàêòåðèñòèêè: ýëåêòðîííî-óïðàâëÿåìûé (ëèíåéíûé) ôàçîâðàùàòåëü ñ ïðàêòè÷åñêè íåîãðàíè÷åííûì äèàïàçîíîì ïåðåñòðîéêè è íîâûé àëãîðèòì îáðàáîòêè èíôîðìàöèè, ïîääåðæè- âàþùèé ñäâèã ôàç ìåæäó àíàëèçèðóåìûìè ñèãíàëàìè 120� (èëè 240�). Ïðåèìóùåñòâà íîâîãî ôàçîâðàùàòåëÿ äîñòàòî÷íî î÷åâèäíû.  ÷àñòíîñòè, ïðè îòíîñèòåëüíûõ èçìåðåíèÿõ òàêîé ôàçîâðàùàòåëü îáåñïå÷èâàåò ïðàêòè- ÷åñêè íåîãðàíè÷åííûé äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí ïðè ñî- õðàíåíèè ïðåäåëüíî âûñîêîé òî÷íîñòè èçìåðåíèé, ôàê- òè÷åñêè îïðåäåëÿåìîé ðàçðåøåíèåì ôàçîìåòðà (ïðè îòíîøåíèè ñèãíàë—øóì � 5). Íà âòîðîé ðàçðàáîòêå îñ- òàíîâèìñÿ íåñêîëüêî áîëåå ïîäðîáíî.  ìîñòîâîì ðå- æèìå àëãîðèòì ðàáîòû ñõåìû çàêëþ÷àåòñÿ â ïîä- äåðæàíèè íà âõîäå ïðèåìíèêà íóëåâîãî ñèãíàëà ïðè èçìåíåíèè â îáðàçöå ñêîðîñòè çâóêà è çàòóõàíèÿ.  íå- îäíîðîäíûõ îáðàçöàõ (íàïðèìåð, ïîëèêðèñòàëëàõ) âíóòðåííèå ïåðåîòðàæåíèÿ è âçàèìíàÿ êîíâåðñèÿ ðàç- ëè÷íûõ ìîä íà íåîäíîðîäíîñòÿõ ïðèâîäÿò ê íåïîñòî- ÿíñòâó ôàçû ñèãíàëà íà äëèòåëüíîñòè îãèáàþùåé ðàäèîèìïóëüñà. Òàêàÿ æå ñèòóàöèÿ íàáëþäàåòñÿ è â êî- ðîòêèõ ìîíîêðèñòàëëàõ èç-çà íàëîæåíèÿ âòîðè÷íûõ îò- ðàæåíèé.  ýòîì ñëó÷àå äëèòåëüíîñòü âðåìåííîãî èí- òåðâàëà, â òå÷åíèå êîòîðîãî ñóììà äâóõ ñèãíàëîâ èìååò íóëåâóþ àìïëèòóäó, îêàçûâàåòñÿ ìàëîé (� 10-7 ñ). Äëÿ àíàëèçà ñòîëü óçêèõ îñîáåííîñòåé ïðèåìíàÿ ñèñòåìà äîëæíà èìåòü äîñòàòî÷íî øèðîêóþ ïîëîñó ïðîïóñêà- íèÿ è íå äîïóñêàòü êàêèõ-ëèáî âûáðîñîâ ïðè âîñïðîèç- âåäåíèè êðóòûõ ñèãíàëüíûõ ôðîíòîâ. Ïðè 120�-àëãîðèòìå ñóììà äâóõ îäèíàêîâûõ ïî àì- ïëèòóäå ñèãíàëîâ (ýòî ðàâåíñòâî ïîääåðæèâàåòñÿ íåçà- âèñèìûì êàíàëîì) ðàâíà àìïëèòóäå êàæäîãî èç ñèãíà- ëîâ (ðàâíîñòîðîííèé òðåóãîëüíèê). Ïðè ýòîì íà âõîäå ïðèåìíèêà â ìîìåíòû âûáîðêè—çàïîìèíàíèÿ îòñóòñò- âóþò ðåçêèå ïåðåïàäû àìïëèòóäû, ÷òî ñóùåñòâåííî óëó÷øàåò ðàáîòó ñèñòåìû â öåëîì. Çàìåòíûì ïðåèìó- ùåñòâîì 120�-àëãîðèòìà ÿâëÿåòñÿ îòñóòñòâèå íåîáõîäè- ìîñòè ÷àñòîòíîé (ôàçîâîé) ìîäóëÿöèè çàäàþùåãî ãåíå- ðàòîðà äëÿ ïîëó÷åíèÿ ðàçíîïîëÿðíûõ ñèãíàëîâ ðàçáàëàíñà ïðè ïåðåõîäå ÷åðåç òî÷êó êîìïåíñàöèè, íå- îáõîäèìûõ äëÿ ñàìîáàëàíñèðîâêè ñõåìû. Êðîìå òîãî, ïðèìåíÿåìîå â 120�-àëãîðèòìå îáû÷íîå àìïëèòóäíîå äåòåêòèðîâàíèå ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü â êà÷åñòâå ñèã- 84 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 1 Å. À. Ìàñàëèòèí, Â. Ä. Ôèëü, Ê. Ð. Æåêîâ, À. Í. Æîëîáåíêî, Ò. Â.Èãíàòîâà, Sung-Ik Lee 1 2 3 4 5 837 6 Ðèñ. 1. Áëîê-ñõåìà èçìåðèòåëüíîé óñòàíîâêè: 1 — ñèíòåçàòîð ÷àñòîòû; 2 — ôàçîìåòð; 3 — êëþ÷è; 4 — áëîê èìïóëüñíî-êîäîâîé ìîäóëÿöèè; 5 — îáðàçåö ñ ïüåçîïðåîáðàçîâàòåëÿìè; 6 — ïðèåìíèê; 7 — ýëåê- òðîííî-ïåðåñòðàèâàåìûé ôàçîâðàùàòåëü; 8 — ïëàâ- íûé àòòåíþàòîð. íàëîâ îáîèõ êàíàëîâ ëþáûå äâà îòðàæåíèÿ, ïðî- øåäøèå â îáðàçöå ðàçíûå ðàññòîÿíèÿ. Àëãîðèòì èçìåðåíèé ÷àñòè÷íî íàïîìèíàåò ïðåä- ëîæåííûé ðàíåå [6].  ôèêñèðîâàííûõ ÷àñòîòíûõ òî÷êàõ èçìåðÿåòñÿ ôàçî÷àñòîòíàÿ õàðàêòåðèñòèêà (Ô×Õ) àêóñòè÷åñêîãî òðàêòà, ñîñòàâëåííîãî èç äâóõ ëèíèé çàäåðæêè (øàã 1). Äàëåå ïðè òîé æå òåìïåðàòóðå èçìåðÿåòñÿ Ô×Õ ñýíäâè÷à (øàã 2), ñî- ñòàâëåííîãî èç òåõ æå ëèíèé çàäåðæêè ñ îáðàçöîì ìåæäó íèìè (ðèñ. 2).* Êàæäàÿ èç ýòèõ õàðàêòåðèñòèê èç-çà íàëè÷èÿ â ñèãíàëüíûõ òðàêòàõ ýëåìåíòîâ, ñïîñîáíûõ ðåçîíè- ðîâàòü (ïüåçîïðåîáðàçîâàòåëè, íå ïîëíîñòüþ ñîãëà- ñîâàííûå ôèäåðû), íå îáÿçàòåëüíî ïðåäñòàâëÿåò ïðÿìóþ ëèíèþ. Îäíàêî èõ ðàçíîñòü, ò.å. Ô×Õ îá- ðàçöà, ïðè îòñóòñòâèè â ïîñëåäíåì èíòåðôåðåíöè- îííûõ èñêàæåíèé, äîëæíà èçîáðàæàòüñÿ ñòðîãî ïðÿìîé ëèíèåé, íàêëîí êîòîðîé îïðåäåëÿåò ôàçî- âóþ ñêîðîñòü çâóêà v L S � 360 , (1) ãäå v — ñêîðîñòü çâóêà (ñì/ñ), L — òîëùèíà îáðàçöà (ñì), S — íàêëîí ðàçíîñòíîé Ô×Õ (ãðàä/Ãö). Ïðÿìûì ðàñ÷åòîì íåòðóäíî òàêæå óáåäèòüñÿ, ÷òî ïðè àïïðîêñèìàöèè Ô×Õ 1 è 2 ïðÿìûìè ëèíèÿìè ìåòîäîì íàèìåíüøèõ êâàäðàòîâ (íàêëîíû ñîîòâåòñòâåííî S1 è S2) S S S� �2 1 (2) ïðè ëþáîì îòêëîíåíèè Ô×Õ 1 è 2 îò ïðÿìûõ ëè- íèé. Ïîñëåäíåå ñïðàâåäëèâî òîëüêî â ñëó÷àå ñîâïà- äåíèÿ ÷àñòîòíûõ òî÷åê, â êîòîðûõ èçìåðåíû Ô×Õ 1 è 2.  [6] ïî ñóùåñòâó áûëà èñïîëüçîâàíà èìåííî òàêàÿ ïðîöåäóðà îïðåäåëåíèÿ S, íî ïîñêîëüêó ïðè- ìåíåííàÿ òàì ìåòîäèêà ïðèíöèïèàëüíî íå îáåñïå- ÷èâàëà òðåáóåìîãî ñîâïàäåíèÿ, òî ìîãëè âíîñèòüñÿ äîïîëíèòåëüíûå ïîãðåøíîñòè. Åñëè S ñðàâíèìî ñ S1 (0,3 è áîëåå), òî â îäíîðîä- íûõ ìàòåðèàëàõ èçìåðåíèÿ ìîãóò áûòü îãðàíè÷åíû ýòèì ýòàïîì, îáåñïå÷èâàÿ âïîëíå ïðèåìëåìóþ òî÷- íîñòü (0,3% è ëó÷øå). Îäíàêî â îäíîðîäíûõ, íî äîñòàòî÷íî òîíêèõ îá- ðàçöàõ íàëîæåíèå âòîðè÷íûõ îòðàæåíèé èñêàæàåò îñíîâíóþ ÷àñòü èçìåðèòåëüíîãî ñèãíàëà. Âñëåäñò- âèå ýòîãî äëÿ èçìåðåíèé ïðèõîäèòñÿ èñïîëüçîâàòü ó÷àñòêè èìïóëüñà, ñîâïàäàþùèå ñ ïåðåäíèì ôðîí- òîì. Àíàëîãè÷íóþ ïðîöåäóðó, êàê ïðàâèëî, ñëåäóåò ïðèìåíÿòü ïî óæå óïîìèíàâøèìñÿ ïðè÷èíàì è â íå- îäíîðîäíûõ ìàòåðèàëàõ, íåñìîòðÿ íà òî ÷òî äëèíà àêóñòè÷åñêîãî ïóòè â íèõ ìîæåò áûòü ñðàâíèòåëüíî áîëüøîé.  ðåçóëüòàòå ïðîòåêàíèÿ ðàçëè÷íîãî ðîäà ïåðå- õîäíûõ ïðîöåññîâ, ñêîðîñòü êîòîðûõ çàâèñèò îò ÷àñòîòû çàïîëíåíèÿ èìïóëüñîâ, íàêëîíû Ô×Õ 1 è 2 ñòàíîâÿòñÿ ôóíêöèÿìè îò âðåìåííîãî ïîëîæåíèÿ ñ÷èòûâàþùåãî ñòðîá-èìïóëüñà íà ïåðåäíåì ôðîíòå èçìåðèòåëüíîãî ñèãíàëà. Èçìåíåíèå S1,2 â çàâèñè- ìîñòè îò òèïà ïüåçîïðåîáðàçîâàòåëåé ñîñòàâëÿåò 2–4% (äëÿ ñðàâíåíèÿ — â ïðîòÿæåííûõ îáðàçöàõ íà óñòàíîâèâøåéñÿ ÷àñòè èìïóëüñà âàðèàöèè S1,2 íàõîäèëèñü íà óðîâíå 0,1%). Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ïðè ïåðåõîäå îò øàãà 1 ê øàãó 2 ñ÷èòûâàþùèé èìïóëüñ äîëæåí áûòü ïåðåäâèíóò â òî÷íîñòè íà âðåìÿ çâóêî- âîé çàäåðæêè �0 â îáðàçöå. Ïîñêîëüêó ïîñëåäíåå èçíà÷àëüíî íåèçâåñòíî, à òàêæå èç-çà äèñêðåòíîñòè øàãà âðåìåííoãî ñäâèãà ñòðîá-ñèãíàëà (â íàøèõ ýêñïåðèìåíòàõ 5�10–8 ñ), óäîâëåòâîðèòü ýòîìó óñëîâèþ ïðàêòè÷åñêè áûëî íåâîçìîæíî. Äëÿ íàõî- æäåíèÿ �0 (à çíà÷èò, è ñêîðîñòè çâóêà) áûëà ïðèìå- íåíà ñëåäóþùàÿ èíòåðïîëÿöèîííàÿ ïðîöåäóðà. Äëÿ êàæäîé ñåðèè èçìåðåíèé ñ îïðåäåëåííîé ìî- äîé (ïðîäîëüíîé èëè ïîïåðå÷íîé) áûëè ïðîêàëèá- ðîâàíû çàâèñèìîñòè S1 îò âðåìåííîãî ïîëîæåíèÿ ñ÷èòûâàþùåãî èìïóëüñà tx. Çàòåì äëÿ êîíêðåòíîãî Ìîäóëè óïðóãîñòè áîðîêàðáèäîâ. Íîâûé ïîäõîä ê òåõíèêå àêóñòè÷åñêèõ èçìåðåíèé Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 1 85 Ðèñ. 2. Ôàçî÷àñòîòíûå õàðàêòåðèñòèêè ëèíèé çàäåðæêè (1); ñýíäâè÷à: îáðàçåö (LuNi2B2C, q �� [100], u �� [100], L � 0,835 ìì)—ëèíèè çàäåðæêè (2) è ðàçíîñòíàÿ çàâè- ñèìîñòü, ò.å. Ô×Õ îáðàçöà (3). Îáðàùàåì âíèìàíèå íà îòëè÷èå â ìàñøòàáàõ ïî îñÿì îðäèíàò. * Ïðè èñïîëüçîâàííûõ íàìè ÷àñòîòàõ ìàñøòàá èçìåíåíèé ôàçû ñèãíàëà íàìíîãî ïðåâûøàåò 360�. Ôàçîìåòð, êîíå÷íî æå, èçìåðÿåò ðàçíîñòü ôàç â èíòåðâàëå 0–360�, è îòñóòñòâèå íà ðèñ. 2 ðàçðûâîâ (ñêà÷êîâ íà 360�) äîñòèãàåòñÿ ïðîãðàììíî. îáðàçöà èçìåðÿëàñü S2 ïðè êàêîì-òî èçâåñòíîì ïî- ëîæåíèè ñ÷èòûâàþùåãî èìïóëüñà tc íà ïåðåäíåì ôðîíòå ñèãíàëà. Èç (1), (2) íåòðóäíî óáåäèòüñÿ, ÷òî �0 ÿâëÿåòñÿ ðåøåíèåì óðàâíåíèÿ S(x) = 360x, ãäå x � tc – tx — âðåìåííîé ñäâèã ñ÷èòûâàþùåãî èì- ïóëüñà ìåæäó íàáîðîì êàëèáðîâî÷íûõ èçìåðåíèé S1 è èçìåðåíèÿ ñ îáðàçöîì S2 . Ïðèìåð ãðàôè÷åñêî- ãî ðåøåíèÿ èíòåðïîëÿöèîííîãî óðàâíåíèÿ äëÿ íå- ñêîëüêèõ çíà÷åíèé tc ïðèâåäåí íà ðèñ. 3. Íåçàâèñè- ìî îò âûáîðà tc ðåçóëüòàòû èíòåðïîëÿöèè (çíà÷åíèå �0) ñîâïàäàþò. Íà ýòîì ýòàïå ïðîöåäóðà «ãðóáîãî» îïðåäåëåíèÿ ñêîðîñòè çâóêà çàêàí÷èâàåòñÿ. Äëÿ óòî÷íåíèÿ åå âå- ëè÷èíû èñïîëüçîâàí «íîíèóñíûé» ïðèåì. Ïóñòü ôàçà ñèãíàëà, ðåãèñòðèðóåìàÿ ïðè êàêîé-òî îïðåäå- ëåííîé ÷àñòîòå f0 ôàçîìåòðîì íà øàãå 1, ðàâíà Ô1 . Íà øàãå 2 íà òîé æå ÷àñòîòå ôàçà ñèãíàëà áóäåò Ô2 . Ïîëíàÿ ôàçà, âíîñèìàÿ îáðàçöîì, Ô0 = 360n + (Ô2 – – Ô1), ãäå n = 0,1,2… . Ïîñêîëüêó Ô0 = 360f0L/v, òî, ïåðåáèðàÿ çíà÷åíèÿ n, íàõîäèì óòî÷íåííîå çíà÷å- íèå v, áëèæàéøåå ê «ãðóáîé» îöåíêå.  èçëîæåííûõ âûøå ñîîáðàæåíèÿõ ìîë÷àëèâî ïðåäïîëàãàëîñü, ÷òî ïðè ïåðåõîäå îò øàãà 1 ê øàãó 2 ôàçà ñèãíàëà èçìåíÿåòñÿ òîëüêî ëèøü çà ñ÷åò äî- áàâëåíèÿ îáðàçöà. Íà ñàìîì äåëå êðîìå îáðàçöà íà øàãå 2 ó íàñ ïîÿâëÿåòñÿ òàêæå äîïîëíèòåëüíûé ñëîé çàìàçêè. Ïðè èçìåðåíèÿõ â î÷åíü òîíêèõ îá- ðàçöàõ åãî âêëàä ìîæåò ñòàòü çàìåòíûì.  íàøèõ ýêñïåðèìåíòàõ â êà÷åñòâå ñâÿçóþùåãî èñïîëüçîâàíî ñèëèêîíîâîå ìàñëî ÃÊÆ-94, îáðàçóþùåå ìåæäó ïðèòåðòûìè ïîâåðõíîñòÿìè ñëîé ~ 1–2 ìêì. Ïðîõî- æäåíèå óïðóãîé âîëíû ÷åðåç ñòîëü òîíêèé ñëîé îïè- ñûâàåòñÿ ñóììèðîâàíèåì áåñêîíå÷íîé ãåîìåòðè÷å- ñêîé ïðîãðåññèè ñî çíàìåíàòåëåì q = k2e–2l(�+iq), ãäå k — êîýôôèöèåíò îòðàæåíèÿ íà ãðàíèöå (ìû ïîëàãàåì áëèçêèìè âîëíîâûå ñîïðîòèâëåíèÿ ëèíèè çàäåðæêè è îáðàçöà), l — òîëùèíà ñëîÿ çàìàçêè, — êîýôôèöèåíò çàòóõàíèÿ, q — âîëíîâîå ÷èñëî. Îöåíêà ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ çâóêà â çàìàç- êå äàëà vl � 2,1�105 ñì/ñ, vt � 1,2�105cì/ñ, ÷òî ñîîò- âåòñòâóåò êîýôôèöèåíòàì îòðàæåíèÿ k � 0,85 äëÿ íàøèõ îáðàçöîâ. Íà ðèñ. 4 ïðåäñòàâëåíà ðàñ÷åòíàÿ çàâèñèìîñòü ôàçû ïðîõîäÿùåé ÷åðåç ñëîé çàìàçêè âîëíû îò òîëùèíû äëÿ ðàçëè÷íûõ êîýôôèöèåíòîâ çàòóõàíèÿ. Îáëàñòè ql, ñîîòâåòñòâóþùèå óñëîâèÿì ýêñïåðèìåíòà, òàêæå îòìå÷åíû íà ðèñ. 4. Ïðè ìàëîì çàòóõàíèè ïîïðàâêà ìîæåò áûòü äîñòàòî÷íî áîëü- øîé. Ìû íå ñìîãëè îöåíèòü âåëè÷èíó çàòóõàíèÿ çâóêà â çàìàçêå – îíî â òîëñòûõ ñëîÿõ (~ 0,5 ìì) áûëî î÷åíü áîëüøèì, âåðîÿòíî, èç-çà ðàñòðåñêèâà- íèÿ – íî ïîëàãàåì, ÷òî åãî çíà÷åíèå íàõîäèòñÿ íà óðîâíå 20 äÁ/ñì èëè áîëüøå, ò.å. ôàçà, âíîñèìàÿ ñëîåì çàìàçêè, áëèçêà ê ql. Ïðè îáðàáîòêå ðåçóëü- òàòîâ èçìåðåíèé ââåäåíà ïîïðàâêà íà äîïîëíèòåëü- íûé ñëîé çàìàçêè, ðàâíàÿ 10� äëÿ ïðîäîëüíîãî çâó- êà è 20� äëÿ ïîïåðå÷íîãî. Åå âëèÿíèå â òîíêèõ îáðàçöàõ íå ïðåâûøàëî 1%. Ïîëàãàåì, ÷òî èñêëþ- ÷èòü ýòó ïîïðàâêó ìîæíî, ïðîâîäÿ ñðàâíèòåëüíûå èçìåðåíèÿ íà äâóõ îáðàçöàõ ðàçëè÷íîé òîëùèíû [3].  ýòîì ñëó÷àå ðàçíîñòü äëèí L äîëæíà áûòü ñðàâíèìà ñ L, èíà÷å âêëàä âîçìîæíûõ íåîäíîðîäíî- ñòåé ñêîðîñòè çâóêà íà âñåé äëèíå îáðàçöà áóäåò ïîëíîñòüþ îòíåñåí ê ìàëîé ðàçíîñòè L. 86 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 1 Å. À. Ìàñàëèòèí, Â. Ä. Ôèëü, Ê. Ð. Æåêîâ, À. Í. Æîëîáåíêî, Ò. Â.Èãíàòîâà, Sung-Ik Lee ãð à ä Ì Ãö S , / 56 60 64 68 72 76 F(x) 1 2 3 X, ìêñ 0,1– 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0 Ðèñ. 3. Ïðèìåð èíòåðïîëÿöèîííîé ïðîöåäóðû íàõîæäå- íèÿ çàäåðæêè çâóêà �0. Îáðàçåö YNi2B2C (q �� [100], u �� [010], L = 0,885 ìì) ïðè íåñêîëüêèõ çíà÷åíèÿõ tc (ñì. òåêñò). Ïðè x = 0 tc óâåëè÷èâàåòñÿ ñíèçó ââåðõ ñ øàãîì 5·10–8 ñ. Ëèíåéíàÿ ôóíêöèÿ F(x) = 360 x 10 20 30 40 50 60 ql , ãðàä 80 60 0 – – 40– 20– 0 � , ãð à ä ïðîäîëüíàÿ ïîïåðå÷íàÿ 0,1 1 3 5 Ðèñ. 4. Ê ðàñ÷åòó äîïîëíèòåëüíîãî ôàçîâîãî ñäâèãà, âíî- ñèìîãî ñëîåì çàìàçêè. Êîýôôèöèåíò îòðàæåíèÿ íà ãðàíè- öå çàìàçêà—îáðàçåö k = 0,85, öèôðû ïðè êðèâûõ — êî- ýôôèöèåíò çàòóõàíèÿ çâóêà â ñëîå çàìàçêè (íåï/ñì). Ïóíêòèð ñîîòâåòñòâóåò � = – ql. Ãîðèçîíòàëüíûå ëèíèè — îáëàñòè ðåàëüíîãî çíà÷åíèÿ ïàðàìåòðà ql äëÿ ñîîò- âåòñòâóþùåé ìîäû.  çàêëþ÷åíèå îöåíèì ïîòåíöèàëüíóþ òî÷íîñòü îäíîêðàòíîãî èçìåðåíèÿ. Ñïåöèàëüíûìè èññëåäîâà- íèÿìè áûëî óñòàíîâëåíî, ÷òî íåâîñïðîèçâîäèìîñòü ôàçû ïðè ïåðåìîíòèðîâàíèè (ïåðåêëåéêå) àêóñòè- ÷åñêîãî òðàêòà íàõîäèòñÿ íà óðîâíå 20�. Íåîïðåäå- ëåííîñòü êîððåêöèè íà äîïîëíèòåëüíûé ñëîé çàìàç- êè ìû îöåíèâàåì â 10�. Ïîëàãàÿ, ÷òî òî÷íîñòü «ãðóáîé» îöåíêè ñêîðîñòè äîñòàòî÷íà äëÿ îïðåäåëå- íèÿ íóæíîãî çíà÷åíèÿ n, äëÿ ïîãðåøíîñòè èçìåðå- íèé èìååì (ïðè f0 � 50 ÌÃö) v v v L � � � �30 2 10 0 9 � . 3. Ìîäóëè óïðóãîñòè áîðîêàðáèäîâ RNi2B2C (R = Y, Lu, Ho) Íåñìîòðÿ íà çíà÷èòåëüíûé èíòåðåñ ê ñåìåéñòâó ñâåðõïðîâîäÿùèõ áîðîêàðáèäîâ, èíôîðìàöèè îá èõ óïðóãèõ ñâîéñòâàõ â ëèòåðàòóðå ñîäåðæèòñÿ êðàéíå ìàëî. Íàì èçâåñòíà âñåãî ëèøü îäíà «àêóñòè÷å- ñêàÿ» ðàáîòà, ïîñâÿùåííàÿ YNi2B2C [7], â êîòîðîé ñêîðîñòü çâóêà èçìåðåíà âðåìÿïðîëåòíûì ìåòîäîì. Ìîíîêðèñòàëëû áîðîêàðáèäîâ áûëè âûðàùåíû ìå- òîäîì, îïèñàííûì â [8], è èìåëè ôîðìó ïëàñòèíîê ñ ìàêñèìàëüíûì ðàçìåðîì âäîëü îñè [001] 0,8 ìì (R = Y), ~ 0,2 ìì (R = Ho) è ~ 0,4 ìì (R = Lu). Îíè îêàçàëèñü äîñòàòî÷íî õðóïêèìè, ïîýòîìó ìîíòàæ îáðàçöîâ ìåæäó ëèíèÿìè çàäåðæêè ïðîèçâîäèëè ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíîãî ïîääåðæèâàþùåãî (à òàêæå îáåñïå÷èâàþùåãî óñòîé÷èâîñòü) ëàòóííîãî êîëüöà, ïðèòèðàåìîãî îäíîâðåìåííî ñ ïîäãîòîâêîé ðàáî÷èõ ãðàíåé (ðèñ. 5). Äèàìåòð êîëüöà âûáèðàëè áîëüøå äèàìåòðà ïüåçîïðåîáðàçîâàòåëåé äëÿ èñêëþ÷åíèÿ ïîÿâëåíèÿ ëîæíûõ ñèãíàëîâ. Âñå èçìåðåíèÿ ïðîäåëàíû ïðè òåìïåðàòóðå æèäêîãî àçîòà. Ðåçóëüòàòû ïðèâåäåíû â òàáë. 1. Îíà ñîäåðæèò «èçáûòî÷íûå» äàííûå, îòìå÷åííûå ñèìâîëîì (*). Íàïðèìåð, äëÿ Ñ44 äîñòàòî÷íî áûëî áû åäèíñòâåííîãî èçìåðåíèÿ q �� [100], u �� [001] (u — âåêòîð ïîëÿðèçàöèè óïðóãîé âîëíû). Ìû, îäíà- êî, ïîëàãàåì, ÷òî «èçáûòî÷íîñòü» ïîçâîëÿåò â äàííîì ñëó÷àå ïîëó÷èòü ïðåäñòàâëåíèå î òî÷íî- ñòè èçìåðåíèé. Òàáëèöà 1 Ñêîðîñòè çâóêà â ìîíîêðèñòàëëàõ áîðîêàðáèäîâ (Ò = = 77 Ê) Ïîëÿðèçàöèÿ v, 105 ñì/ñ q || u || YNi 2 B 2 C LuNi 2 B 2 C HoNi 2 B 2 C [100] [100] 6,78 (0,885) 5,88 (0,8) 6,04 (0,606) [001] 3,25 (0,885) 2,65 (0,8) 2,73 (0,606) [010] 4,80 (0,885) 4,30 (0,8) 4,33 (0,606) [110] [110]* 7,55 (0,59) 6,64 (0,988) 6,86 (0,525) [001]* 3,26 (0,59) 2,64 (0,988) – [110] 3,34 (0,59) 2,77 (0,988) 2,83 (0,525) [001] [001] 6,49 (0,84) 6,01 (0,4) 5,91 (0,23) [100]* 3,26 (0,84) 2,70 (0,4) 2,81 (0,23) [010]* 3,28 (0,84) 2,70 (0,4) 2,83 (0,23) 45° îò îñè [001] â ïëîñêîñòè (110) QL* 7,28 (0,303) – – QT 3,18 (0,465) – – [110]* 3,31 (0,303) – – 45° îò îñè [001] â ïëîñêîñòè (100) QT – 2,01 (0,27) – Ïðèìå÷àíèå. «Èçáûòî÷íûå» äàííûå îòìå÷åíû ñèìâîëîì (*). QL è QT– êâàçèïðîäîëüíàÿ è êâàçèïîïåðå÷íàÿ ìîäû; â ñêîáêàõ – òîëùèíà îáðàçöà â ìì Ìîæíî òàêæå óáåäèòüñÿ â õîðîøåì âûïîëíåíèè íåêîòîðûõ ñîîòíîøåíèé, ñëåäóþùèõ èç îáùåé òåî- ðèè óïðóãîñòè [9]. Íàïðèìåð, â òåòðàãîíàëüíîì êðèñòàëëå ïîñòîÿííà ñóììà êâàäðàòîâ ñêîðîñòåé òðåõ ìîä ïðè ïîâîðîòå âîëíîâîãî âåêòîðà q â ïëîñ- êîñòè (001). Ìîäóëè óïðóãîñòè èññëåäîâàííûõ ìîíîêðèñòàë- ëîâ ïðèâåäåíû â òàáë. 2. Ïðè èõ ðàñ÷åòå èñïîëüçîâà- íû ðåíòãåíîâñêèå ïëîòíîñòè. Äëÿ R = Y ñîîòâåòñòâèå ñ ðåçóëüòàòàìè [7] ïëîõîå, õîòÿ cîîòíîøåíèå ìåæäó ðàçëè÷íûìè ìîäóëÿìè â öåëîì ñîõðàíÿåòñÿ. Òåìïå- ðàòóðà Äåáàÿ áûëà ðàññ÷èòàíà ïî ôîðìóëå [9] �D s AI � � � � � � �1146 8 1 3 , � , Ìîäóëè óïðóãîñòè áîðîêàðáèäîâ. Íîâûé ïîäõîä ê òåõíèêå àêóñòè÷åñêèõ èçìåðåíèé Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 1 87 Ðèñ. 5. Ñõåìà ìîíòàæà îáðàçöà: 1 — ïüåçîïðåîáðàçîâà- òåëè, 2 — ëèíèè çàäåðæêè, 3 — ïîääåðæèâàþùåå ëà- òóííîå êîëüöî, 4 — îáðàçåö. Òàáëèöà 2 Ðàñ÷åòíûå ïàðàìåòðû äëÿ áîðîêàðáèäîâ (Ò = 77Ê) Ïàðàìåòðû YNi 2 B 2 C LuNi 2 B 2 C HoNi 2 B 2 C C 11 27,94 22 [7] 29,39 29,47 C 12 14,39 9,84 [7] 16,34 16,53 C 13 17,81 – 23,15 – C 33 25,61 21,1 [7] 30,68 28,20 C 44 6,43 5,42 [7] 5,97 6,02 C 66 14,0 13,1 [7] 15,71 15,15 B 20,16 – 20,27 23 �D, K 501 490 [10] 409 (360 [10]) 404 �� ã ñì3 6,08 6,05 [7] 8,5 8,08 Ïðèìå÷àíèå. Cik — ìîäóëè óïðóãîñòè (â åäèíèöàõ 1011 äèí/ñì2), �D – òåìïåðàòóðà Äåáàÿ,  – ìîäóëü âñåñòîðîííåãî ñæàòèÿ. Äëÿ Ho ìîäóëü Ñ13 íå èçìåðÿëñÿ è ïðè ðàñ÷åòå �D è  îí ïîëàãàëñÿ 23,15 (ñì. òåêñò). ãäå A — ìîëåêóëÿðíûé âåñ, s — ÷èñëî àòîìîâ â ìîëåêóëå, � — ìàññîâàÿ ïëîòíîñòü, I — ñóììà îá- ðàòíûõ êóáîâ ôàçîâûõ ñêîðîñòåé óïðóãèõ âîëí, óñðåäíåííàÿ ïî âñåì íàïðàâëåíèÿì âîëíîâîé íîð- ìàëè. Äëÿ R = Íî èç-çà òðóäíîñòè èçãîòîâëåíèÿ îáðàçöà íóæíîé îðèåíòàöèè ìîäóëü C13 íå áûë èç- ìåðåí, è ïðè ðàñ÷åòå îáúåìíîãî ìîäóëÿ è òåìïåðà- òóðû Äåáàÿ îí ïîëàãàëñÿ ðàâíûì C13 â ëþòåöèå- âîì áîðîêàðáèäå. Äëÿ R = Y ðàñ÷åòíîå çíà÷åíèå �D áëèçêî ê òåðìîäèíàìè÷åñêîé îöåíêå [10]. Äëÿ R = Lu îòêëîíåíèå ðàñ÷åòíîé �D îò òåðìîäèíàìè- ÷åñêîé, âîîáùå ãîâîðÿ, ïðåâûøàåò äîïóñòèìûå îøèáêè. Âîçìîæíî, ýòî óêàçûâàåò íà ñóùåñòâîâà- íèå â ëþòåöèåâîì áîðîêàðáèäå íèçêîòåìïåðàòóð- íîãî ôåððîýëàñòè÷åñêîãî ñòðóêòóðíîãî ïåðåõîäà, ñîïðîâîæäàåìîãî çíà÷èòåëüíûì ñìÿã÷åíèåì êàêî- ãî-ëèáî ìîäóëÿ. Íàøè ïðåäâàðèòåëüíûå èçìåðå- íèÿ â ãîëüìèåâîì áîðîêàðáèäå ïîêàçàëè, ÷òî ïðè 4,2 Ê ñêîðîñòü C66 ìîäû ñíèæàåòñÿ äî � 3,3�105 ñì/ñ. Ñ ó÷åòîì òàêîãî ñìÿã÷åíèÿ äëÿ R = Íî �D = = 383 Ê. Ðàáîòà ÷àñòè÷íî ïîääåðæàíà Ãîñóäàðñòâåííûì ôîíäîì ôóíäàìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé Ìèíè- ñòåðñòâà îáðàçîâàíèÿ è íàóêè Óêðàèíû (ãðàíò ¹ 0207/00359). 1. A. Migliory, J. L. Sarrao, W. M. Visscher, T. M. Bell, M. Lei, Z. Fisk, and R. G. Leisure, Physica B183, 1 (1993). 2. Ò. Â. Èãíàòîâà, Ã. À. Çâÿãèíà, È. Ã. Êîëîáîâ, Å. À. Ìàñàëèòèí, Â. Ä. Ôèëü, Þ. Á. Ïàäåðíî, À. Í. Áû- êîâ, Â. Í. Ïàäåðíî, Â. È. Ëÿøåíêî, ÔÍÒ 28, 270 (2002). 3. È. À. Ãîñïîäàðåâ, À. Â. Åðåìåíêî, Ò. Â. Èãíàòîâà, Ã. Â. Êàìàð÷óê, È. Ã. Êîëîáîâ, Ï. À. Ìèíàåâ, Å. Ñ. Ñûðêèí, Ñ. Á. Ôåîäîñüåâ, Â. Ä. Ôèëü, A. Soreau-Leblanc, P. Molinie, E. C. Faolques, ÔÍÒ (â ïå÷àòè). 4. Þ. À. Àâðàìåíêî, Å. Â. Áåçóãëûé, Í. Ã. Áóðìà, Â. Ì. Ãîõôåëüä, È. Ã. Êîëîáîâ, Â. Ä. Ôèëü, Î. À.Øåâ÷åí- êî, ÔÍÒ 28, 469 (2002). 5. Â. Ä. Ôèëü, Ï. À. Áåçóãëûé, Å. À. Ìàñàëèòèí, Â. È. Äåíèñåíêî, ÏÒÝ, ¹3, 210 (1973). 6. Å. Â. Áåçóãëûé, Í. Ã. Áóðìà, È. Ã. Êîëîáîâ, Â. Ä. Ôèëü, È. Ì. Âèòåáñêèé, À. Í. Êíèãàâêî, Í. Ì. Ëàâðèíåíêî, Ñ. Í. Áàðèëî, Ä. È. Æèãóíîâ, Ë. Å. Ñîøíèêîâ, ÔÍÒ 21, 86 (1995). 7. S. Isida, A. Matsushita, H. Takeya, and M. Suzuki, Physica C349, 150 (2001). 8. M. O. Mun, S. I. Lee, W. C. Lee, P. C. Canfield, B. K. Cho, and D. C. Johnston, Phys. Rev. Lett. 76, 2790 (1996). 9. Ô. È. Ôåäîðîâ, Òåîðèÿ óïðóãèõ âîëí â êðèñòàë- ëàõ, Íàóêà, Ìîñêâà (1965). 10. H. Michor, T. Holubar, C. Dusek, and G. Hilscher, Phys. Rev. B52, 16165 (1995). Elastic moduli of borocarbides. A new approach to the acoustic measuring technique E. A. Masalitin, V. D. Fil, K. R. Zhekov, A. N. Zholobenko, T. V. Ignatova, and Sung-Ik Lee A new version of the phase method of deter- mining sound velocities is suggested and real- ized. It is a «nonius» type method that allows one to obtain an acceptable accuracy (� 1%) in submillimeter samples. The sound velocities in borocarbide single crystals RNi2B2C (R = Y, Lu, Ho) are measured and the elastic moduli and the Debye temperatures are calculated. 88 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2003, ò. 29, ¹ 1 Å. À. Ìàñàëèòèí, Â. Ä. Ôèëü, Ê. Ð. Æåêîâ, À. Í. Æîëîáåíêî, Ò. Â.Èãíàòîâà, Sung-Ik Lee

Ähnliche Einträge