Пластическое течение твердого 3Не через пористую упругую пленку

Анотація

В области температур 0,1–1 К проведено исследование пластического течения твердого ³Не через металлизированную пористую упругую полимерную пленку, вмороженную в кристалл. Течение вызывалось механическими напряжениями в кристалле, которые создавались внешней электрической силой. Скорость пластического течения твердого гелия определялась по изменению емкости измерительного конденсатора, в котором металлизированная поверхность пленки служила подвижным электродом. На полученных температурных зависимостях скорости пластического течения V(Т) четко идентифицированы два участка. Выше ∼ 0,2 К величина V уменьшается по экспоненциальному закону при понижении температуры, что соответствует термически активированному режиму пластического течения. При более низких температурах V не зависит от температуры, что свидетельствует о квантовом пластическом течении. В области термоактивации выполнен подробный анализ экспериментальных данных и определены эмпирические значения активационного объема, энергии активации и величины порогового механического напряжения, начиная с которого возникает макроскопическое пластическое течение. Обнаружено, что величина активационного объема в 30–70 раз больше атомного объема, что свидетельствует о масштабе структурных перестроек в кристалле при элементарных актах пластического течения, значительно превышающем атомный размер. При этом значения энергии активации близки к величинам энергии активации вакансий. Полученные экспериментальные результаты проанализированы в рамках диффузионно-вакансионной и дислокационных моделей пластического течения. В рамках дислокационной модели проведена оценка температуры, ниже которой дислокации преодолевают барьер Пайерлса путем квантового туннелирования. В Приложении рассмотрены физические основы использованной методики, а так-же те результаты теории движения дислокаций в рельефе Пайерлса, которые использовались для анализа характеристик пластического течения твердого ³Не.