Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Процессы реклаксации и распространения неравновесных высокочастотных акустических фононов Пронин, Дмитрий Александрович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Пронин, Дмитрий Александрович. Процессы реклаксации и распространения неравновесных высокочастотных акустических фононов : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 01.04.07.- Черноголовка, 1994.- 18 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность темы. Одним из фундаментальных разделов физики твердого тела является физика фононов. Влияние фононов прослеживается во всех без исключения явлениях в твердом теле, и для полного описания разнообразных процессов и свойств необходимо учитывать взаимодействие различных элементарных возбуждений (свободных носителей, экситонов, магнонов и т.д.) с фонон-ной системой. Особенно актуальным учет взаимодействия с фононами становится при изучении широкого спектра неравновесных явлений, поскольку характер возбуждения и релаксации системы неравновесных фононов и изменение распределения фононов по энергии могут оказать существенное воздействие на различные кинетические явления в твердом теле. Неравновесные фононы оказывают заметное влияние на процессы, возникающие в результате возбуждения кристаллов интенсивными лазерными импульсами, импульсами тока, тепловыми импульсами. Однако, представления о процессах генерации неравновесных фононов, их распространения и релаксации, которые необходимы для корректного описания разнообразных неравновесных процессов, все еще недостаточно полны. Это в значительной степени связано с отсутствием универсального фононного спектрометра, аналогичного, к примеру, спектральным приборам в оптике. В данной работе использовался фононный спектрометр, обладающий высоким пространственным и временным разрешением, действие которого основано на особенностях взаимодействия поля-ритонов с фононами. Использование фононного спектрометра данного типа позволило проследить за характером релаксации фононной системы непосредственно после возбуждения кристалла лазерным импульсом и установлением различных режимов распространения фононов .

Цель работы состояла в:

-Экспериментальном исследовании особенностей процесса генерации неравновесных фононов при возбуждении кристаллов короткими лазерными импульсами и последующей релаксации газа нерав-ногестных Фононое по частоте (термалисации; в условиях пространственно однородного возбуждения;

-Последовательном описании процессов генерации неравно-

вестных фононов и релаксации по энергии в рамках предложенной модели с квазинепрерывным фононным спектром;

-Изучении установления различных режимов распространения высокочастотных акустических фононов из области "горячего пятна";

-Исследовании влияния внешних условий (интенсивности возбуждения, начальной температуры и размеров области возбуждения) на кинетику формирования и деградации "горячего пятна".

Научная новизна работы состоит в:

-Экспериментальном определении временных изменений распределения фононов по частоте непосредственно после возбуждения кристалла интенсивными лазерными импульсами;

-Последовательном описании процессов энергетической релаксации высокочастотных акустических фононов при помощи предложенной новой модели квазинепрерывного фононного спектра;

-Наблюдении различных режимов распространения фононов (квазибаллистический, диффузионный и нелокальная теплопроводность) в зависимости от уровня оптической накачки,

-Установлении внешних условий, существенно влияющих на скорость деградации "горячего пятна".

Практическое значение. Предложенные в работе новые методы оптического детектирования неравновесных акустических фононов расширяют возможности спектроскопического эксперимента по изучению процессов релаксации и распространения фононов. Полученные в работе результаты вносят вклад в понимание процессов генерации, релаксации и установления различных режимов распространения высокочастотных акустических фононов в кристаллах. В связи с тем, что эффективность работы разнообразных устройств микроэлектроники и различных твердотельных лазерных источников света и их долговечность в ряде случаев существенно ограничивается процессами тешюотвода, полученная в результате проведенных исследований информация о неравновесных процессах в фонон-ной системе помимо научного имеет важное прикладное значение.

Основные положения, выносимые на зашиту.

-В рамках рассмотренной в работе модели с квазинепрерывным фононным спектром, учитывающей все трехфононные ангармонические

процессы, удается последовательно описать релаксацию фононной системы и процессы распространения фононов с их деградацией по частоте. Наряду с процессами распада фононов при высоких уровнях возбуждения важную роль в установлении режимов распространения неравновесных фононов играют процессы их слияния;

-Произведена оценка вида начального неравновесного распределения фононов после импульсного лазерного возбуждения и их времени жизни относительно ангармонических процессов.

-Экспериментально наблюдаемая деградация "горячего пятна" при высоких уровнях возбуждения с хорошей точностью описывается в рамках модели локальной теплопроводности с температурно зависимыми коэффициентом теплопроводности и теплоемкостью;

-При низких уровнях возбуждения наблюдается режим нелокальной теплопроводности при сильной неравновесности фононов по медовому составу в "горячем.пятне";

-При росте интенсивности оптической накачки, начальной температуры и размеров области возбуждения увеличивается время жизни "горячего пятна".

Апробация работы. Основные материалы диссертации были доложены и обсуждены на международной конференции по физике фононов (Гейдельберг-аэ.ФРГ), 4-м симпозиуме СССР-США по лазерной оптике (Ирвайн-ЭО.США), европейском конгрессе молодых физиков (Люмини-92,Франция), международной конференции по рассеянию фононов (Итака~92,США), школе теоретической физики (Кудова-93,Польша), семинарах ЛНЭП в МФТТ РАН.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, список которых находится в конце реферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка цитированной литературы, содержащего 95 наименований. Полный объем составляет 154 страниц, в том числе 116 машинописного текста, _1_ таблицы и 38 рисунков.