Низкотемпературная теплопроводность и затухание звука в неупорядоченном квазиодномерном кристалле со слабо диспергирующей ветвью колебаний

Abstract

Рассмотрен вопрос о влиянии слабой локализации низкоэнергетической акустической колебательной моды, закон дисперсии которой имеет большой плоский участок, на распространение звука и тепла в неидеальном кристалле цепочечного типа. Для области низких температур получены аналитические выражения для коэффициентов теплопроводности и затухания звука. Проанализирована роль специфических интерференционных процессов рассеяния фононов на флуктуациях фононной плотности вблизи дефектов в условиях слабого взаимодействия между цепочками. Показано, что в области низких частот, где закон дисперсии рассматриваемой колебательной моды проявляет квазиодномерные свойства, перенормировка коэффициентов теплопроводности и затухания звука может быть выявлена экспериментально при атомной концентрации дефектов c ≥ 5%. Обсуждается нестандартная температурная зависимость скорости звука.

Розглянуто питання про вплив слабкої локалізації низькоенергетичної акустичної коливальної моди, закон дисперсії якої має велику плоску ділянку, на поширення звуку і тепла в неідеальному кристалі ланцюжкового типу. Для області низьких температур отримано аналітичні вираження для коефіцієнтів теплопровідності та загасання звуку. Проаналізовано роль специфічних інтерференц ійних процесів розсіювання фононів на флуктуаціях фононної щільності поблизу дефектів в умовах слабкої взаємодії між ланцюжками. Показано, що в області низьких частот, де закон дисперс ії розглянутої коливальної моди виявляє квазиодновимірні властивості, перенормування коефіцієнтів теплопровідності та загасання звуку може бути виявлено експериментально при атомній концентрації дефектів c ≥ 5%. Обговорюється нестандартна температурна залежність швидкості звуку.

The effect of weak localization of the low-energy acoustic oscillation mode, the dispersion law of which has a large flat region, on sound and heat propagation in a chain-type nonideal crystal is considered. Analytical expressions of heat conductivity and sound damping coefficients for low temperature are derived. The role of specific interference processes of phonon scattering by phonon density fluctuations near defects is analyzed for the conditions of weak interchain interaction. It is shown that in a low-frequency region, where the dispersion law of the oscillation mode exhibits quasi-one-dimensional properties, the renormalization of the heat conductivity and sound damping coefficients may be revealed experimentally at atomic defect concentration c ≥ 5%. The nontypical temperature dependence of sound velocity is discussed.