MgB₂ : синтез, скорость звука и динамика вихревой фазы
В синтезированных из элементов поликристаллах MgB₂ измерены скорости звука, рассчитаны модуль объемного сжатия и температура Дебая. Изучена конверсия упругой волны в электромагнитное излучение в смешанном состоянии. Оценены динамические параметры вихревой решетки. The sound velocity is measured in p...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Физика низких температур |
|---|---|
| Datum: | 2002 |
| Hauptverfasser: | , , , , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2002
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130163 |
| 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: | MgB₂ : синтез, скорость звука и динамика вихревой фазы / Т.В. Игнатова, Г.А. Звягина, И.Г. Колобов, Е.А. Масалитин, В.Д. Филь, Ю.Б. Падерно, А.Н. Быков, В.Н. Падерно, В.И. Ляшенко // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 3. — С. 270-274. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-130163 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Игнатова, Т.В. Звягина, Г.А. Колобов, И.Г. Масалитин, Е.А. Филь, В.Д. Падерно, Ю.Б. Быков, А.Н. Падерно, В.Н. Ляшенко, В.И. 2018-02-08T15:19:49Z 2018-02-08T15:19:49Z 2002 MgB₂ : синтез, скорость звука и динамика вихревой фазы / Т.В. Игнатова, Г.А. Звягина, И.Г. Колобов, Е.А. Масалитин, В.Д. Филь, Ю.Б. Падерно, А.Н. Быков, В.Н. Падерно, В.И. Ляшенко // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 3. — С. 270-274. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 74.60.Ge, 74.25.Nf, 72.50.+b https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130163 В синтезированных из элементов поликристаллах MgB₂ измерены скорости звука, рассчитаны модуль объемного сжатия и температура Дебая. Изучена конверсия упругой волны в электромагнитное излучение в смешанном состоянии. Оценены динамические параметры вихревой решетки. The sound velocity is measured in polycrystalline MgB₂ synthesized from the constituent elements, and the bulk modulus in compression and the Debye temperature are calculated. The conversion of an elastic wave into electromagnetic radiation is investigated in the mixed state. The dynamic parameters of the vortex lattice are estimated. Работа выполне на при подде ржке Государственного фонда фундаментальных исследований Министерства образования и науки Украины. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная MgB₂ : синтез, скорость звука и динамика вихревой фазы MgB₂: Synthesis, sound velocity, and dynamics of the vortex phase Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
MgB₂ : синтез, скорость звука и динамика вихревой фазы |
| spellingShingle |
MgB₂ : синтез, скорость звука и динамика вихревой фазы Игнатова, Т.В. Звягина, Г.А. Колобов, И.Г. Масалитин, Е.А. Филь, В.Д. Падерно, Ю.Б. Быков, А.Н. Падерно, В.Н. Ляшенко, В.И. Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная |
| title_short |
MgB₂ : синтез, скорость звука и динамика вихревой фазы |
| title_full |
MgB₂ : синтез, скорость звука и динамика вихревой фазы |
| title_fullStr |
MgB₂ : синтез, скорость звука и динамика вихревой фазы |
| title_full_unstemmed |
MgB₂ : синтез, скорость звука и динамика вихревой фазы |
| title_sort |
mgb₂ : синтез, скорость звука и динамика вихревой фазы |
| author |
Игнатова, Т.В. Звягина, Г.А. Колобов, И.Г. Масалитин, Е.А. Филь, В.Д. Падерно, Ю.Б. Быков, А.Н. Падерно, В.Н. Ляшенко, В.И. |
| author_facet |
Игнатова, Т.В. Звягина, Г.А. Колобов, И.Г. Масалитин, Е.А. Филь, В.Д. Падерно, Ю.Б. Быков, А.Н. Падерно, В.Н. Ляшенко, В.И. |
| topic |
Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная |
| topic_facet |
Свеpхпpоводимость, в том числе высокотемпеpатуpная |
| publishDate |
2002 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физика низких температур |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
MgB₂: Synthesis, sound velocity, and dynamics of the vortex phase |
| description |
В синтезированных из элементов поликристаллах MgB₂ измерены скорости звука, рассчитаны модуль объемного сжатия и температура Дебая. Изучена конверсия упругой волны в электромагнитное излучение в смешанном состоянии. Оценены динамические параметры вихревой решетки.
The sound velocity is measured in polycrystalline MgB₂ synthesized from the constituent elements, and the bulk modulus in compression and the Debye temperature are calculated. The conversion of an elastic wave into electromagnetic radiation is investigated in the mixed state. The dynamic parameters of the vortex lattice are estimated.
|
| issn |
0132-6414 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130163 |
| citation_txt |
MgB₂ : синтез, скорость звука и динамика вихревой фазы / Т.В. Игнатова, Г.А. Звягина, И.Г. Колобов, Е.А. Масалитин, В.Д. Филь, Ю.Б. Падерно, А.Н. Быков, В.Н. Падерно, В.И. Ляшенко // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 3. — С. 270-274. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT ignatovatv mgb2sintezskorostʹzvukaidinamikavihrevoifazy AT zvâginaga mgb2sintezskorostʹzvukaidinamikavihrevoifazy AT kolobovig mgb2sintezskorostʹzvukaidinamikavihrevoifazy AT masalitinea mgb2sintezskorostʹzvukaidinamikavihrevoifazy AT filʹvd mgb2sintezskorostʹzvukaidinamikavihrevoifazy AT padernoûb mgb2sintezskorostʹzvukaidinamikavihrevoifazy AT bykovan mgb2sintezskorostʹzvukaidinamikavihrevoifazy AT padernovn mgb2sintezskorostʹzvukaidinamikavihrevoifazy AT lâšenkovi mgb2sintezskorostʹzvukaidinamikavihrevoifazy AT ignatovatv mgb2synthesissoundvelocityanddynamicsofthevortexphase AT zvâginaga mgb2synthesissoundvelocityanddynamicsofthevortexphase AT kolobovig mgb2synthesissoundvelocityanddynamicsofthevortexphase AT masalitinea mgb2synthesissoundvelocityanddynamicsofthevortexphase AT filʹvd mgb2synthesissoundvelocityanddynamicsofthevortexphase AT padernoûb mgb2synthesissoundvelocityanddynamicsofthevortexphase AT bykovan mgb2synthesissoundvelocityanddynamicsofthevortexphase AT padernovn mgb2synthesissoundvelocityanddynamicsofthevortexphase AT lâšenkovi mgb2synthesissoundvelocityanddynamicsofthevortexphase |
| first_indexed |
2025-11-24T16:39:22Z |
| last_indexed |
2025-11-24T16:39:22Z |
| _version_ |
1850486699864358912 |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3, c. 270–274Èãíàòîâà Ò. Â., Çâÿãèíà Ã. À., Êîëîáîâ È. Ã., Ìàñàëèòèí Å. À., Ôèëü Â. Ä., Ïàäåðíî Þ. Á., Áûêîâ À. Í., Ïàäåðíî Â. Í., Ëÿøåíêî Â. È.MgB2 : ñèíòåç, ñêîðîñòü çâóêà è äèíàìèêà âèõðåâîé ôàçûIgnatova T. V., Zvyagina G. A., Kolobov I. G., Masalitin E. A., Fil’ V. D., Paderno Yu. B., Bykov A. N., Paderno V. N., and Lyashenko V. I.MgB2 : synthesis, sound velocity and vortex phase dynamics
MgB2 : ñèíòåç, ñêîðîñòü çâóêà è äèíàìèêà
âèõðåâîé ôàçû
Ò. Â. Èãíàòîâà, Ã. À. Çâÿãèíà, È. Ã. Êîëîáîâ,
Å. À. Ìàñàëèòèí, Â. Ä. Ôèëü
Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò íèçêèõ òåìïåpàòóp èì. Á. È. Âåpêèíà ÍÀÍ Óêpàèíû
ïp. Ëåíèíà, 47, ã. Õàpüêîâ, 61103, Óêpàèíà
E-mail: fil@ilt.kharkov.ua
Þ. Á. Ïàäåðíî, À. Í. Áûêîâ, Â. Í. Ïàäåðíî, Â. È. Ëÿøåíêî
Èíñòèòóò ïðîáëåì ìàòåðèàëîâåäåíèÿ èì. È. Í. Ôðàíöåâè÷à ÍÀÍ Óêðàèíû
óë. Êðæèæàíîâñêîãî, 3, ã. Êèåâ, 03142, Óêðàèíà
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â påäàêöèþ 27 íîÿáðÿ 2001 ã.
 ñèíòåçèðîâàííûõ èç ýëåìåíòîâ ïîëèêðèñòàëëàõ MgB2 èçìåðåíû ñêîðîñòè çâóêà,
ðàññ÷èòàíû ìîäóëü îáúåìíîãî ñæàòèÿ è òåìïåðàòóðà Äåáàÿ. Èçó÷åíà êîíâåðñèÿ óïðóãîé
âîëíû â ýëåêòðîìàãíèòíîå èçëó÷åíèå â ñìåøàííîì ñîñòîÿíèè. Îöåíåíû äèíàìè÷åñêèå
ïàðàìåòðû âèõðåâîé ðåøåòêè.
 ñèíòåçîâàíèõ ç åëåìåíòiâ ïîëiêðèñòàëàõ MgB2 âèìiðÿíî øâèäêîñòi çâóêó, îá÷èñëåíî
ìîäóëü îá’ºìíî¿ ñòèñëèâîñòi òà òåìïåðàòóðó Äåáàÿ. Âèâ÷åíî êîíâåðñiþ ïðóæíî¿ õâèëi â
åëåêòðîìàãíiòíå âèïðîìiíþâàííÿ ó çìiøàíîìó ñòàíi. Îöiíåíî äèíàìi÷íi ïàðàìåòðè âèõî-
ðîâî¿ ãðàòêè.
PACS: 74.60.Ge, 74.25.Nf, 72.50.+b
Ñèíòåç è ðåàëüíàÿ ñòðóêòóðà
Ïîðîøîê äèáîðèäà ìàãíèÿ ïîëó÷åí ñèíòå-
çîì èç ýëåìåíòîâ Mg (÷èñòîòà 98%) è B (÷èñòîòà
99,5%) â ñðåäå àðãîíà. Ñïåêàíèå ïîðîøêà îñó-
ùåñòâëÿëè ñ ïîìîùüþ êàìåðû âûñîêîãî äàâëåíèÿ
(ÊÂÄ) òèïà «íàêîâàëüíÿ ñ ëóíêîé» â ÿ÷åéêå
«÷å÷åâèöà». Íåîáõîäèìîå äàâëåíèå ñæàòèÿ îáåñ-
ïå÷èâàëîñü ãèäðàâëè÷åñêèì ïðåññîì óñèëèåì
6300 êÍ. Òðåáóåìàÿ òåìïåðàòóðà íàãðåâà ïîðîø-
êà äîñòèãàëàñü, â îòëè÷èå îò îáùåïðèíÿòîãî êîñ-
âåííîãî íàãðåâà [1], ïðîïóñêàíèåì òîêà ÷åðåç
ñïåêàåìûé öèëèíäðè÷åñêèé îáðàçåö, ÷òî îáåñïå-
÷èâàëî áîëåå ðàâíîìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå òåìïå-
ðàòóðû ïî îáúåìó îáðàçöà. Ïðåäâàðèòåëüíîå óï-
ëîòíåíèå ïîðîøêà îñóùåñòâëÿëè õîëîäíûì
äâóõñòîðîííèì ïðåññîâàíèåì ïðè äàâëåíèÿõ äî
1,3 ÃÏà. Ñïðåññîâàííûé îáðàçåö ïîìåùàëè â êàï-
ñóëó èç ãðàôèòîïîäîáíîãî íèòðèäà áîðà, êîòîðóþ
óñòàíàâëèâàëè â ðàáî÷èé êàíàë êàìåðû âûñîêîãî
äàâëåíèÿ. Ïîñëå çàâåðøåíèÿ öèêëà ñïåêàíèÿ ìà-
òåðèàë îõëàæäàëè ïîä äàâëåíèåì, à çàòåì äàâëå-
íèå ñíèæàëè äî àòìîñôåðíîãî. Ñêîðîñòü íàáîðà è
ñíèæåíèÿ äàâëåíèÿ áûëà ðàâíà 0,5 ÃÏà/ñ. Íà
ñòàäèÿõ íàãðåâà è îõëàæäåíèÿ òåìïåðàòóðó èç-
ìåíÿëè ñî ñêîðîñòüþ 100 ãðàä/ñ. Ïðèìåíÿåìàÿ
ñáîðêà ÿ÷åéêè ÊÂÄ îáåñïå÷èâàëà ãèäðîñòàòè÷åñ-
êîå ñæàòèå ñïåêàåìîãî ìàòåðèàëà äî 4,5 ÃÏà è
òåìïåðàòóðó íàãðåâà äî 2000 Ê ïðè âûäåðæêàõ
äî 300 ñ.
Ïî äàííûì ðåíòãåíîôàçîâîãî àíàëèçà, ïîëó-
÷åííûå îáðàçöû ñîäåðæàëè äèáîðèä ìàãíèÿ
MgB2 è íåçíà÷èòåëüíîå êîëè÷åñòâî îêñèäà ìàãíèÿ
MgO.
Ìèêðîñòðóêòóðíûå è ôðàêòîãðàôè÷åñêèå èñ-
ñëåäîâàíèÿ îáðàçöîâ ïðîâîäèëè ñ ïîìîùüþ ïðè-
áîðà «Êàìåáàêñ» ÑÕ-50. Ïðè ìèêðîðåíòãåíî-
ñïåêòðàëüíîì àíàëèçå óñòàíîâëåíî íàëè÷èå
õàðàêòåðèñòè÷åñêèõ ëèíèé ìàãíèÿ, áîðà è êèñëî-
ðîäà.
Èññëåäîâàíèå ðåàëüíîé ñòðóêòóðû ïîëó÷åííûõ
îáðàçöîâ îñóùåñòâëÿëè ìåòîäàìè òîíêèõ ôîëüã è
© Ò. Â. Èãíàòîâà, Ã. À. Çâÿãèíà, È. Ã. Êîëîáîâ, Å. À. Ìàñàëèòèí, Â. Ä. Ôèëü, Þ. Á. Ïàäåðíî, À. Í. Áûêîâ, Â. Í. Ïàäåðíî,
Â. È. Ëÿøåíêî, 2002
ìèêðîäèôðàêöèîííîãî àíàëèçà ñ èñïîëüçîâàíèåì
ïðîñâå÷èâàþùåãî ýëåêòðîííîãî ìèêðîñêîïà òèïà
ÏÝÌ-Ó.
Êàê ïîêàçàëè ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèÿ, ïîëó-
÷åííûå îáðàçöû õàðàêòåðèçóþòñÿ çíà÷èòåëüíûì
ðàçáðîñîì ðàçìåðîâ çåðåí: íàðÿäó ñ î÷åíü ìåëêè-
ìè (d ≈ 0,1 ìêì) èìåþòñÿ è äîñòàòî÷íî êðóïíûå
(âïëîòü äî 30 ìêì) ÷àñòèöû, ÷òî ñîãëàñóåòñÿ ñ
ðåçóëüòàòàìè ðàáîòû [2].
Íåêîòîðûå êðóïíûå çåðíà ñèëüíî ôðàãìåíòè-
ðîâàíû, î÷åâèäíî, â ðåçóëüòàòå äåôîðìàöèè â
ïðîöåññå èçãîòîâëåíèÿ îáðàçöà.  íèõ îòìå÷àåòñÿ
âûñîêàÿ ïëîòíîñòü äåôåêòîâ, íàëè÷èå ìåëêèõ
ìèêðîòðåùèí è ïîð, à òàêæå áîëüøîå ñêîïëåíèå
äèñëîêàöèé (ðèñ. 1). Äàííûå ìèêðîýëåêòðîííîãî
àíàëèçà òàêæå ñâèäåòåëüñòâóþò î ñèëüíîé ôðàã-
ìåíòàöèè: áîëüøèíñòâî ðåôëåêñîâ ðàçìûòû â
äóãè.
Êðîìå ôðàãìåíòèðîâàííûõ çåðåí, âñòðå÷àþòñÿ
îòäåëüíûå äîñòàòî÷íî êðóïíûå (d > 5 ìêì) ìàëî-
äåôåêòíûå çåðíà, îáëàäàþùèå êóáè÷åñêîé êîí-
ôèãóðàöèåé, ÷òî õàðàêòåðíî äëÿ ñîåäèíåíèÿ
MgÎ, êðèñòàëëèçóþùåãîñÿ â êóáè÷åñêîé ñòðóê-
òóðå.
 íåêîòîðûõ ó÷àñòêàõ ñòðóêòóðû, â ÷àñòíîñòè
âáëèçè ïîð, à òàêæå ïî ãðàíèöàì îòäåëüíûõ,
÷åòêî îãðàíåííûõ çåðåí, îòìå÷àåòñÿ ïîÿâëåíèå
ïðîñëîåê àìîðôíîé ôàçû, ïîäîáíî òîìó, êàê ýòî
íàáëþäàëîñü â ðàáîòå [3].
Ñêîðîñòè çâóêà
Íàñêîëüêî íàì èçâåñòíî, â ëèòåðàòóðå äî ñèõ
ïîð íå ïðèâåäåíû ýêñïåðèìåíòàëüíûå påçóëüòàòû
èçìåðåíèé ñêîðîñòè çâóêà â MgB2 . Â äåôåêòíûõ
îáðàçöàõ íàèáîëåå äîñòîâåðíûå äàííûå î ñêîðîñ-
òÿõ çâóêà ìîæíî ïîëó÷èòü òîëüêî ïðè àíàëèçå
ïåðâîãî ñèãíàëà, ïðîøåäøåãî îáðàçåö êðàò÷àé-
øèì ïóòåì. Âçàèìíàÿ êîíâåðñèÿ ðàçëè÷íûõ ìîä
íà íåîäíîðîäíîñòÿõ (â òîì ÷èñëå è íà ìåæêðèñ-
òàëëèòíûõ ãðàíèöàõ) äåëàåò áîëåå äàëåêèå îò-
ðàæåíèÿ ìàëîïðèãîäíûìè äëÿ èçìåðåíèé, ðàâíî
êàê è èñïîëüçîâàíèå ðàçëè÷íûõ âàðèàíòîâ ðåçî-
íàíñíûõ ìåòîäîâ.
 ðàáîòå èñïîëüçîâàí ìåòîä, íåñêîëüêî ìîäè-
ôèöèðîâàííûé ïî ñðàâíåíèþ ñ îïèñàííûì â [4].
Åãî ñóùíîñòü ñîñòîèò â èçìåðåíèè â ôèêñèðîâàí-
íîì ÷àñòîòíîì èíòåðâàëå ôàçî-÷àñòîòíûõ õàðàê-
òåðèñòèê äâóõ àêóñòè÷åñêèõ òðàêòîâ — ëèíèé
çàäåðæêè ñ îáðàçöîì ìåæäó íèìè è ëèíèé çà-
äåðæêè áåç îáðàçöà. Ðàçíîñòü ýòèõ çàâèñèìîñòåé
ïðè îòñóòñòâèè èíòåðôåðåíöèîííûõ èñêàæåíèé â
îáðàçöå ïðåäñòàâëÿåò ïðÿìóþ ëèíèþ ñ íàêëîíîì,
îïðåäåëÿåìûì èñêîìîé ñêîðîñòüþ çâóêà. Ïðè
ìèëëèìåòðîâûõ äëèíàõ îáðàçöîâ ïîãðåøíîñòü èç-
ìåðåíèé àáñîëþòíîé âåëè÷èíû ñêîðîñòè íà ÷àñòî-
òàõ ∼ 55 ÌÃö íàõîäèëàñü â ïðåäåëàõ 0,2–0,3%
ïðè ñîîòíîøåíèè ñèãíàë/øóì ∼ 3.
Èçìåðåííûå ïðè T = 77 Ê (äëèíà àêóñòè÷åñ-
êîãî ïóòè ~ 4 ìì) çíà÷åíèÿ ñêîðîñòåé (Vt =
= 4,83⋅105ñì/ñ, Vl = 8,2⋅105 cì/c) ÿâëÿþòñÿ
ëèøü ýôôåêòèâíûìè âåëè÷èíàìè, ïîñêîëüêó äå-
ôåêòû (ïîðû, ìèêðîòðåùèíû) óìåíüøàþò ñêî-
ðîñòü ðàñïðîñòðàíåíèÿ çâóêà [5]. Èññëåäîâàííûé
îáðàçåö MgB2 èìåë õîðîøî îïðåäåëåííóþ ãåîìåò-
ðè÷åñêóþ ôîðìó, ÷òî ïîçâîëèëî äîñòàòî÷íî òî÷íî
îöåíèòü åãî ïîðèñòîñòü (∼ 0,13) ïðîñòûì âçâåøè-
âàíèåì. Èñïîëüçóÿ ïðåäëîæåííûé â [5] ïîäõîä,
áûëè ïîëó÷åíû ñêîððåêòèðîâàííûå çíà÷åíèÿ ñêî-
ðîñòåé: Vt = 5,12⋅105 ñì/ñ è Vl = 8,76⋅105 ñì/ñ.
Êîíå÷íî, îãðàíè÷åíèÿ, çàëîæåííûå â ìîäåëü ïî-
ðèñòîé ñðåäû, äåëàþò ýòó ïðîöåäóðó ãîðàçäî
ìåíåå îïðåäåëåííîé, ÷åì òî÷íîñòü èçìåðåíèé ýô-
ôåêòèâíîãî çíà÷åíèÿ ñêîðîñòè. Ïîëó÷åííûå âåëè-
÷èíû çàìåòíî íèæå ðàñ÷åòíûõ [6], õîòÿ, âîçìîæ-
íî, ââåäåííàÿ êîððåêöèÿ íå ÿâëÿåòñÿ ïîëíîé,
ïîñêîëüêó íå ó÷èòûâàåò íàëè÷èÿ ìèêðîòðåùèí.
Ðèñ. 1. Òèïè÷íàÿ êàðòèíà ðåàëüíîé ñòðóêòóðû îáðàç-
öà MgB2 , äåìîíñòðèðóþùàÿ ñóùåñòâåííóþ íåîäíî-
ðîäíîñòü ñòðóêòóðû è íàëè÷èå çíà÷èòåëüíîãî ðàçáðîñà
ðàçìåðîâ çåðåí.
MgB2 : ñèíòåç, ñêîðîñòü çâóêà è äèíàìèêà âèõðåâîé ôàçû
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3 271
Èñõîäÿ èç ñêîððåêòèðîâàííûõ çíà÷åíèé ñêîðîñ-
òåé è ðåíòãåíîâñêîé ïëîòíîñòè ðàññ÷èòàíû îáúåì-
íûé ìîäóëü (B0 = 110 ÃÏà) è òåìïåðàòóðà Äåáàÿ
(ΘD = 787 K). Ïîñëåäíåå çíà÷åíèå áëèçêî ê ñîîò-
âåòñòâóþùèì âåëè÷èíàì, ïîëó÷åííûì èç èçìåðå-
íèé òåïëîåìêîñòè (ΘD = 746–800 Ê, ñì. ññûëêè
â [6]).
Äèíàìèêà âèõðåâîé ôàçû
Êðèòè÷åñêàÿ òåìïåðàòóðà (Tc = 37 Ê) è øèðè-
íà ïåðåõîäà (δTc ≈ 2 Ê) îïðåäåëåíû èç èçìå-
ðåíèé âûñîêî÷àñòîòíîé ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷è-
âîñòè.
Äëÿ îöåíêè äèíàìè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ âèõðå-
âîé ðåøåòêè âïåðâûå èñïîëüçîâàí ìåòîä èõ âîñ-
ñòàíîâëåíèÿ èç äàííûõ î êîíâåðñèè ïîïåðå÷íîãî
çâóêà â ýëåêòðîìàãíèòíîå ïîëå (ÝÌ), ïðåäëîæåí-
íûé â [7]. Âîëíîâîé âåêòîð çâóêà q îðèåíòèðî-
âàëñÿ ïàðàëëåëüíî âíåøíåìó ìàãíèòíîìó ïîëþ
H è îðòîãîíàëüíî ãðàíèöå ðàçäåëà MgB2–ñâîáîä-
íîå ïðîñòðàíñòâî. Ýëåêòpîìàãíèòíîå èçëó÷åíèå
ðåãèñòðèðîâàëîñü êàòóøêîé, ïëîñêîñòü âèòêîâ êî-
òîðîé òàêæå áûëà ïàðàëëåëüíà H. Èçìåðÿëèñü
àìïëèòóäà è ôàçà õîëëîâñêîé êîìïîíåíòû ÝÌ
ïîëÿ (âåêòîð ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ EH áûë îðòîãî-
íàëåí âåêòîðó ñìåùåíèé â çâóêîâîé âîëíå u).
Ïîäîáíûå ýêñïåðèìåíòû (ðåãèñòðèðîâàëàñü ëèøü
àìïëèòóäà EH) ðàíåå áûëè âûïîëíåíû êàê íà
íèçêîòåìïåðàòóðíûõ ñâåðõïðîâîäíèêàõ [8], òàê è
íà ÂÒÑÏ [9], à óïðîùåííûé òåîðåòè÷åñêèé ïîä-
õîä ê èõ îïèñàíèþ ïðåäëîæåí â [10]. Îäíàêî
ïîëó÷åííûå â [10] ñîîòíîøåíèÿ íå äîïóñêàþò
êîððåêòíîãî ïðåäåëüíîãî ïåðåõîäà ê íîðìàëüíî-
ìó ñîñòîÿíèþ, ÷òî, êàê áóäåò âèäíî èç äàëüíåé-
øåãî, íåîáõîäèìî äëÿ ïîëó÷åíèÿ êîëè÷åñòâåííîé
èíôîðìàöèè.
Áîëåå äåòàëüíûé àíàëèç, ïðîâåäåííûé â ðàì-
êàõ êîíòèíóàëüíîãî ïðèáëèæåíèÿ è äâóõæèä-
êîñòíîé ìîäåëè [7], ïðèâîäèò ê ñîîòíîøåíèþ:
EH =
1
c Bu.
kL
2 + kns
2
q2 + kL
2 + kns
2
×
×
α∗
α∗ + q2
B2
4π
kL
2
q2 + kL
2 + kns
2
. (1)
Çäåñü  — èíäóêöèÿ â îáðàçöå, ïðàêòè÷åñêè ñî-
âïàäàþùàÿ ñ âíåøíèì ïîëåì Í, çà èñêëþ÷åíèåì
óçêîé îáëàñòè ïîëåé âáëèçè Hc1 . Âõîäÿùèå â (1)
âîëíîâûå ÷èñëà èìåþò ñëåäóþùèå ìîäåëüíûå
òåìïåðàòóðíûå è ïîëåâûå çàâèñèìîñòè:
kL
2 = λ−2(1 − t4)(1 − b) ,
kns
2 = 2iδ−2[1 − (1 − t4)(1 − b)] ,
ãäå λ — íèçêîòåìïåðàòóðíàÿ ãëóáèíà ïðîíèêíî-
âåíèÿ â ìåéññíåðîâñêîé ôàçå; δ — ñêèíîâàÿ ãëó-
áèíà ïðîíèêíîâåíèÿ (δ−2 = 2πωσn/c2; σn — ïðî-
âîäèìîñòü íîðìàëüíîãî ìåòàëëà); t = T/Tc ;
b = B/Bc2 (Tc è Bc2 — êðèòè÷åñêèå òåìïåðàòóðà
è ìàãíèòíîå ïîëå ñîîòâåòñòâåííî).
Êîìïëåêñíàÿ âåëè÷èíà α∗ = iωη + αL (η — êî-
ýôôèöèåíò òðåíèÿ, αL — «ïðóæèííûé» ïàðàìåòð
Ëàáóøà) îïèñûâàåò äèíàìèêó âèõðåâîé ðåøåòêè,
êîëåáëþùåéñÿ ïðè ðàñïðîñòðàíåíèè óïðóãîé âîë-
íû. Áàðäèí è Ñòåôåí [11] äàëè äëÿ η ïðîñòóþ
îöåíêó: η = BBc2σn/c2. Óêàæåì òàêæå, ÷òî
αL → 0 ïðè b → 1.
Ïðè b = 1 kL = 0; kns
2 = 2iδ−2 è (1) ñâîäèòñÿ ê
èçâåñòíîìó âûðàæåíèþ äëÿ íîðìàëüíîãî ìåòàëëà
â ëîêàëüíîì ïðåäåëå [12]. Â íîðìàëüíîì ñîñòîÿ-
íèè ôàçà EH îïåðåæàåò u. íà ϕ0 = arctg (q2δ2/2),
à |EHc/u. | ìåíÿåòñÿ ëèíåéíî ïî Í ñ íàêëîíîì
(1 + tg2 ϕ0)−0,5. Ñîãëàñíî ëèòåðàòóðíûì äàí-
íûì [13], λ äëÿ MgB2 íàõîäèòñÿ â ïðåäåëàõ 800–
2000 A° . Ïðè èñïîëüçîâàííûõ íàìè ÷àñòîòàõ
q∼ δ−1 ∼ 103, ïîýòîìó ïðàêòè÷åñêè ïðè ëþáîé
òåìïåðàòóðå è (1 − b) > 10−2 kL >> q, |kns| è ñîîò-
íîøåíèå (1) ñâîäèòñÿ ê áîëåå ïðîñòîìó
EH =
1
c
Bu.
α∗
α∗ + q2B
2
4π
, (2)
ïðèãîäíîìó âïëîòü äî ìåéññíåðîâñêîãî ñîñòîÿ-
íèÿ. Ïîä÷åðêíåì, ÷òî ìíîæèòåëü ïðè q2 â (2) â
îòëè÷èå îò (1) íå èäåíòè÷åí ìîäóëþ èçãèáà âèõ-
ðåâîé ðåøåòêè C44 , ïîñêîëüêó ïîñëåäíèé ïðè
ïðèáëèæåíèè ê Hc2 äîëæåí ñìÿã÷àòüñÿ [14]. Ïðè
(1 − b) << 1 (ωη ≈ 2Bc2
2 /4πδ2, αL ≈ 0, kns
2 ≈ 2iδ−2)
êàê (2), òàê è (1) ñõîäÿòñÿ ê ñîîòâåòñòâóþùåìó
ñîîòíîøåíèþ äëÿ íîðìàëüíîãî ìåòàëëà ïðè ëþ-
áîì çíà÷åíèè kL
2 . Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî äàæå â èäå-
àëüíî îäíîðîäíîì îáðàçöå ýëåêòpè÷åñêîå ïîëå
EH ïðè ïåðåõîäå H ÷åðåç Hc2 èçìåíÿåòñÿ íå-
ïðåðûâíî (áåç ñêà÷êà). Ïðè äàëüíåéøåì óìåíü-
øåíèè Í ýâîëþöèÿ EH çàâèñèò îò ñîîòíîøåíèÿ
ìåæäó ωη, αL è óïðóãèì ìîäóëåì âèõðåâîé ðå-
øåòêè C44 = B2/4π. Î÷åâèäíî, ÷òî ðàíî èëè ïîçä-
íî âîçíèêíåò ñèòóàöèÿ |α∗ | >> C44 , è â ýòîì ñëó-
÷àå ôàçà EH áóäåò ñîâïàäàòü ñ ôàçîé u. , à
|EHc/u. | áóäåò òàêæå ëèíåéíî èçìåíÿòüñÿ ñ ïîëåì,
íî óæå ñ åäèíè÷íûì íàêëîíîì. Òàêèì îáðàçîì, â
ñëó÷àå λ−2 >> q2, δ−2 ñîîòíîøåíèå (2) îïèñûâàåò
Ò. Â. Èãíàòîâà è äð.
272 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3
ïîâåäåíèå EH âî âñåì èíòåðâàëå ïîëåé îò Hc2 äî
Hc1 .
Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé EH ïðåäñòàâëåíû íà
ðèñ. 2. Ââèäó îãðàíè÷åííîñòè äîñòóïíîãî â íàøèõ
èçìåðåíèÿõ äèàïàçîíà ìàãíèòíûõ ïîëåé èíôîð-
ìàòèâíûé ýêñïåðèìåíò óäàëîñü âûïîëíèòü òîëüêî
ïðè äîñòàòî÷íî âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ. Âèäíî,
÷òî ôàçà ñèãíàëà ïðè ïåðåõîäå H ÷åðåç Hc2 ìå-
íÿåòñÿ ïðèìåðíî íà ϕ0 ≈ 50° (ðèñ. 2,à). Ñîîòíî-
øåíèå íàêëîíîâ (∼ 1,6) â îáëàñòÿõ ëèíåéíîãî èç-
ìåíåíèÿ |EH| õîðîøî ñîãëàñóåòñÿ ñî ñëåäóþùèì
èç ïðèâåäåííîãî àíàëèçà çíà÷åíèåì √ 1 + tg2 ϕ0
(ðèñ. 2,á). Çíàíèå ϕ0 ïîçâîëÿåò îöåíèòü ãëóáèíó
ñêèí-ñëîÿ â íîðìàëüíîé ôàçå ïðè èñïîëüçîâàí-
íûõ íàìè ÷àñòîòàõ (δ ≈ 2,3⋅10−3 ñì) è óäåëüíîå
ñîïðîòèâëåíèå ïðè T ≥ Tc (ρn = 12,5 ìêÎì⋅ñì).
Ñîîòíîøåíèå (2) ëåãêî ìîæåò áûòü îáðàùåíî ñ
öåëüþ âîññòàíîâëåíèÿ èç ýêñïåðèìåíòàëüíûõ
äàííûõ ðåàëüíîé è ìíèìîé ÷àñòåé α∗ áåç êàêèõ-
ëèáî äîïîëíèòåëüíûõ ïðåäïîëîæåíèé. Ðàçóìååò-
ñÿ, ýòî ìîæíî ñäåëàòü â òîì ñëó÷àå, êîãäà â
äîñòóïíîé îáëàñòè ìàãíèòíûõ ïîëåé óäàåòñÿ ïîë-
íîñòüþ ïðîñëåäèòü èçìåíåíèå êàê ìîäóëÿ, òàê è
ôàçû EH . Î÷åâèäíî òàêæå, ÷òî ýòà ïðîöåäóðà
îñóùåñòâèìà òîëüêî â òîé îáëàñòè ïîëåé, ãäå
àìïëèòóäà è ôàçà EH çàìåòíî îòêëîíÿþòñÿ îò
ñâîèõ ïðåäåëüíûõ çíà÷åíèé. Ðåçóëüòàò òàêîãî ïî-
ñòðîåíèÿ ïðåäñòàâëåí íà ðèñ. 3.
Êàê è ñëåäîâàëî îæèäàòü, η èçìåíÿåòñÿ ïðàê-
òè÷åñêè ëèíåéíî ñ ïðèëîæåííûì ïîëåì. Ïðè èç-
âåñòíîì σn íàêëîí ýòîé çàâèñèìîñòè â ñîîòâåòñò-
âèè ñ [11] îïðåäåëÿåòñÿ âåëè÷èíîé Hc2 .
Ýêñòðàïîëÿöèÿ ïðèâåäåííûõ íà ðèñ. 3 äàííûõ
ïðÿìîé, ïðîõîäÿùåé ÷åðåç íà÷àëî êîîðäèíàò,
äàëà Hc2 ≈ 3,2 Òë, ÷òî ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàåò ñ
ïîëåì, îïðåäåëÿþùèì íà÷àëî èçìåíåíèé ôàçû
EH ïðè T = 28 Ê (ðèñ. 2,à). Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî â
èññëåäóåìîì îáðàçöå MgB2 Hc2 îãðàíè÷åíî óñëî-
âèåì ïåðåêðûòèÿ êo′ðîâ âèõðåé, à íå ïàðàìàãíèò-
íûì ïðåäåëîì Êëîãñòîíà [12].
Èç ïðåäñòàâëåííûõ íà ðèñ. 2 ðåçóëüòàòîâ
âèäíî, ÷òî îñíîâíîå èçìåíåíèå ôàçû EH ïðàêòè-
÷åñêè çàêàí÷èâàåòñÿ ê íà÷àëó îòêëîíåíèÿ |EH| îò
ëèíåéíîé çàâèñèìîñòè, õàðàêòåðíîé äëÿ íîðìàëü-
íîé ôàçû. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî íà ýòîé ñòàäèè âû-
ïîëíÿþòñÿ íåðàâåíñòâà ωη < αL ≤ q2C44 è αL
ìîæíî îöåíèòü ëèáî îáðàùåíèåì (2) ñ α∗ ≈ αL ,
ëèáî ïðîñòî èç ñîîòíîøåíèÿ αL ≈ q2Hm
2 /4π, ãäå
Hm — õàðàêòåðíîå ïîëå ïåðåõîäà |EH| îò îäíîé
Ðèñ. 2. Ïîëåâûå çàâèñèìîñòè ôàçû (a) è àìïëèòóäû
(á) õîëëîâñêîé êîìïîíåíòû èçëó÷àåìîãî ÝÌ ïîëÿ
ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåpàòópàõ.
Ðèñ. 3. Ðåêîíñòðóêöèÿ êîýôôèöèåíòà òðåíèÿ ωη è
ïàðàìåòðà Ëàáóøà αL .
MgB2 : ñèíòåç, ñêîðîñòü çâóêà è äèíàìèêà âèõðåâîé ôàçû
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3 273
ëèíåéíîé çàâèñèìîñòè ê äðóãîé.  ÷àñòíîñòè,
äëÿ T = 20 Ê îöåíêà ïàðàìåòðà Ëàáóøà äàåò
αL ∼ 4⋅1013äèí/ ñì4. Âîñïîëüçîâàâøèñü ïîðÿä-
êîâûì ñîîòíîøåíèåì αL ≈ BIc/cr, ãäå Ic — êðè-
òè÷åñêèé òîê è r — õàðàêòåðíûé ïðîñòðàíñòâåí-
íûé ìàñøòàá ïîòåíöèàëà ïèííèíãà, áëèçêèé ïðè
H >> Hc1 ê ïåðèîäó âèõðåâîé ñòðóêòóðû, ïîëó-
÷èì Ic ≈ 3⋅104 A/ ñì2 (T = 20 Ê, H ≈ 3 Òë).
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ïîääåðæêå Ãîñóäàðñò-
âåííîãî ôîíäà ôóíäàìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé
Ìèíèñòåðñòâà îáðàçîâàíèÿ è íàóêè Óêðàèíû.
1. J. Nagamatsu, N. Nakagawa, T. Muranaka, Y. Zeni-
tani, and J. Akimitsu, Nature 410, 63 (2001).
2. J. Q. Li, L. Li, Y. Q. Zhou, Z. A. Ren, G. C. Che,
and Z. X. Zhao, Preprint, cond-mat/0104350
(2001).
3. D. C. Larbalestier, M. O. Rikel, L. D. Cooley,
A. A. Polyanskii, J. Y. Jiang, S. Patnaik, X. Y. Cai,
D. M. Feldmann, A. Gurevich, A. A. Squitier, M. T.
Naus, C. B. Eom, E. E. Hellstrom, R. J. Cava,
K. A. Regan, N. Rogado, M. A. Hayward, T. He J.
S. Slusky, P. Khalifah, K. Inumaru, and M. Haas,
Nature 410, 186 (2001).
4. 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).
5. H. Ledbetter and S. Datta, J. Acoust. Soc. Amer.
79, 239 (1986).
6. P. Ravindran, P. Vajeeston, R. Vidya, A. Kjekshus,
and H. Fjellvag, Preprint, cond-mat/0102522.
7. Â. Ä. Ôèëü, ÔÍÒ 27, 1347 (2001).
8. L. A. Vienneau and B. W. Maxfield, Phys. Rev.
B11, 4339 (1975).
9. H. Haneda and T. Ishiguro, Physica C 235–240,
2076 (1994).
10. D. Dominguez, L. Bulaevskii, B. Ivlev, M. Maley,
and A. R. Bishop, Phys. Rev. B51, 15649 (1995).
11. J. Bardeen and M. J. Stephen, Phys. Rev. 140,
A1197 (1965).
12. À. Í. Âàñèëüåâ, Þ. Ï. Ãàéäóêîâ, ÓÔÍ 141, 431
(1983).
13. C. Buzea and T. Yamashita, Preprint, cond-
mat/0108265.
14. E. H. Brandt, J. Low Temp. Phys. 26, 709 (1977).
15. A. M. Clogston, Phys. Rev. Lett. 9, 266 (1962).
MgB2 : synthesis, sound velocity and vortex
phase dynamics
T. V. Ignatova, G. A. Zvyagina, I. G. Kolobov,
E. A. Masalitin, V. D. Fil’, Yu. B. Paderno,
A. N. Bykov, V. N. Paderno, and V. I. Lyashenko
MgB2 polycrystals are synthesized from the
elements. The sound velocities are measured
and the bulk modulus and Debye temperature
are calculated. A conversion of the elastic wave
into an electromagnetic one in a mixed state is
studied. The dynamic parameters of the vortex
lattice are estimated.
Ò. Â. Èãíàòîâà è äð.
274 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3
|