Low Temperature Physics: 44, 304 (2018); https://doi.org/10.1063/1.5030453
Физика Низких Температур: Том 44, Выпуск 4 (Апрель 2018), c. 402-417    ( к оглавлению , назад )

Релаксация давления и диффузия вакансий в быстро выращенных кристаллах гелия

А.П. Бирченко, Н.П. Михин, Э.Я. Рудавский, С.Н. Смирнов, Я.Ю. Фисун

Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины пр. Науки, 47, г. Харьков, 61103, Украина
E-mail: mikhin@ilt.kharkov.ua

Статья поступила в редакцию 16 ноября 2017 г.

Аннотация

При температурах выше 1,3 К проведено экспериментальное исследование особенностей релаксации давления в быстро выращенных кристаллах слабого твердого раствора 3He–4Не. Использовалась цилиндрическая измерительная ячейка, на торцах которой располагались емкостные датчики давления. Обнаружено, что при выращивании кристаллов гелия со скоростями охлаждения ≳4 мК/c разность давлений ΔР, регистрируемая датчиками при 1,3 К, достигала 2,4 бар. При последующем ступенчатом повышении температуры величина ΔР уменьшалась, но достигала нуля лишь после тщательного отжига при предплавильных температурах. Зарегистрирована кинетика изменения давлений на торцах образца при разных температурах. Полученные результаты интерпретируются в рамках моновакансионной модели диффузионного механизма структурной релаксации. Предложенная модель позволила объяснить зарегистрированную в эксперименте зависимость ΔР от времени и температуры, найти энергию активации процесса структурной релаксации и коэффициент диффузии вакансий. Детали вакансионной модели описаны в приложении.

PACS: 67.80.dj Дефекты, включения и диффузия;
PACS: 67.60.–g Смешанные системы; жидкие смеси 3He, 4He;
PACS: 67.80.−s Твердый гелий и аналогичные квантовые кристаллы.

Ключевые слова: твердый гелий, структурная релаксация, диффузия, вакансия.

Oпубликована онлайн: 26 февраля 2018 г.