Распространение тепловых импульсов в неупорядоченных средах

Abstract

Исследованы процессы распространения тепловых импульсов в непроводящих неупорядоченных системах, содержащих центры захвата тепловых фононов(двухуровневые системы (ДУС)), при низких температурах. Основными параметрами рассмотренной модели с двумя разли чными ДУС являются теплоемкость каждой из подсистем и время релаксации при неупругом рассеянии фононов на ДУС. Рассчитано влияние взаимодействия фононов с двухуровневыми центрами на время прихода теплового импульса на болометр при различных концентрациях центров. Теоретические расчеты сравниваются с экспериментальными данными по распространению слабонеравновесных фононов в твердых растворах редкоземельных иттрий-алюминиевых гранатов и в двухфазных керамиках при гелиевых температурах.

Processes of heat pulse propagation in nonconducting disordered systems containing thermal-phonon trapping centers (two-level systems) are investigated at low temperatures. The main parameters of the model studied, containing two different two-level systems, are the heat capacity of each of the subsystems and the relaxation time for the inelastic scattering of phonons on the two-level systems. The influence of the interaction of phonons with the two-level centers on the time of arrival of the heat pulse at the bolometer is calculated for different densities of centers. The theoretical calculations are compared with the experimental data on the propagation of slightly nonequilibrium phonons in solid solutions of rare-earth yttrium–aluminum garnets and in two-phase ceramics at helium temperatures.

Досліджено процеси розповсюдження теплових імпульсів у непровідних системах, які містять центри захоплення теплових фононів (дворівневі системи (ДРС)), при низьких температурах. Основними параметрами розглянутої моделі з двома різними ДРС є теплоємність кожної з підсистем та час релаксації при непружному розсіюванні фононів на ДРС. Розраховано вплив взаємодії фононів з дворівневими центрами на час приходу теплового імпульсу на болометр при відмінних концентраціях центрів. Теоретичні розрахунки порівнюються з експериментальними даними по розповсюдженню слабконерівноважних фононів у твердих розчинах рідкісноземельних ітрій-алюмінійових гранатів та у двофазних кераміках при гелійових температурах.