Влияние примесей на квантовую пластичность монокристаллов β-олова

Анотація

Изучено влияние небольших добавок (0,01 ат.%) примесей индия, кадмия и цинка на температурные зависимости характеристик пластичности монокристаллов β-олова в интервале 0,5 К < T < 4,2 К. Пластическая деформация образцов осуществлялась скольжением дислокаций в системе (100)<010>. Ранее было показано, что в чистом β-олове основными препятствиями для движения дислокаций этой системы скольжения являются барьеры Пайерлса. При этом существует пороговая температура T_g ≈ 1,2 К, выше которой барьеры преодолеваются дислокациями благодаря тепловым флуктуациям (термически активи- рованная пластичность), а ниже — путем квантовомеханического туннелирования (квантовая пластич- ность). Данное исследование показало, что слабое легирование β-олова примесями различного типа сохраняет определяющее влияние рельефа Пайерлса на подвижность дислокаций при низких температурах, но приводит к заметному смещению T_g в сторону высоких температур (δT_g ≈0,2−1К ), т.е. расширяет температурный интервал квантовой пластичности. Наблюдаемое в экспериментах смещение пороговой температуры сложным образом зависит от мощности примесных атомов, которые создают локальные барьеры для скольжения дислокаций. Современное состояние теории не позволяет однозначно интерпретировать такую зависимость.