Стеклоподобное поведение теплоемкости растворов криокристаллов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.09 ВАК РФ

Р Г Б ОД

V MVA W-1 "НИЩШШШЯ академия нш ш>шш

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИП ИНСТИТУТ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР им. Б.И. Веркина

На правах рукописи

МУРОМЦЕВ Павел Игоревич

СТЕКЛОПОДОБНОЕ ПОВЕДЕНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ РАСТВОРОВ КРИОКРИСТАЛЛОВ

01.04.09 - физика низких температур

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Харьков - 1994

Работа выполнена в Физико-техническом институте низких температур им. Б.И. Веркина HAH. Украины.

Научные руководители: академик МН Украины,

профессор В.Г. МАНЖЕЛШ», кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник М.И. БАГАЦКИП

Официальные оппоненты: доктор физико-математических

наук, црофессор A.M. ТОЛКАЧЕВ, доктор физико-математических наук, профессор З.М. КОШКИН

Ведущая организация: Харьковский государственный

университет им. A.M. Горького

Защита состоится"_" _ 1994 г. в 15°° на

заседании Ученого специализированного совета К 016.27.02 при: Физико-Техническом института низких температур им. Б.И. Веркина HAH Украины (3I0I64, г. Харьков, пр. Ленина, 47).

О диссертацией моаяо ознакомиться в библиотеке Физико-технического института низких температур игл. Б.К. Верккна HAH Украины.

Автореферат разослан "_" _ 1994 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, с подписью, заверенной Гербовой печатью, просим направлять по адресу: 3I0I64, г. Харьков, пр. Ленина, 47, ФТИНТ им. Б.И. Веркша HAH Украины, ученому секретарю Специализированного совета К 016.27.02.

ученый секретарь Специализированного совета К 016.27.02 кандидат технических наук

А.II. Кислов

СВДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В настоящее время в физике твердого тела наблццается рост интереса к различного рода неупорядоченным системам, в частности, к ориентационным стеклам. В ориентации>нннт стеклах в узлах кристаллической решетки хаотически расположены частицы, обладающие вращательными степенями свободы (ротаторы) со случайными ориентациями и взаимодействиями. В основном изучались системы с большими концентрациями ротаторов -от 30 до 802 [I]. В этой области концентраций стекольные свойства системы формируется за счет прямого нультшгольного электростатического взаимодействия црзмесеп тщу собой. Ие-аду тем, в ряде теоретических работ С2-6] из макроскопических моделей выводится возмоаность проявления низкотемпературных стеклоподобных свойств, например, линейной по Т теплоемкости, щи концентрациях ротаторов п гораздо низе 3055. При таких п прямое взаимодействие ослабевает, и, согласно этем теориям, отмеченные свойства могут формироваться за счет косвенного взаимодействия ?:евду ротаторными примесями через поля деформаций, создавБемые этими цримесями в решетке. Эти случайные деформационные поля вызывают стохастизацию низкоэнергетических туннельных уровней ротаторов и приводят к близкой к постоянной плотности состояний.

Итак, являлось актуальным экспериментально исследовать возможность проявления стеклоподобных свойств при низких температурах в системах с низкими и умеренными концентрациями примесей. В качестве исследуемых объектов нами были выбраны твердые растворы N2 и 02 в Кг и тройные растворы Кг - Аг -1ltH2. Такие криокристаллы являются простейшими модельными системами, свойства которых в основном определяются примесной (вращательной) и фононной подсистемами и не искажены другими элементарными возбуждениями. Туннельные состояния (которые, согласно большинству теорий, ответственны за низкотемпературные стекольные ствойства) в таких системах имеют понятную природу и определяются низкоэнергетической частью вращательного спектра примесных молекул. Величину деформационных шлей, вызывающих стохастйзацию этих туннельных состояний, можно контролировать путем изменения вида примесей и их концентрации.

Отметим еще один момент, которым мы руководствовались при выборе растворов N£ и 0г в Кг. Так как молекула 0г (маг-

3

нитный ротатор) имеет энергетический спектр вращательного движения, сильно отличающийся от спектров немагнитных молекул СО и т.п.). представляло интерес исследовать поведение растворов линейных молекул с различной структурой туннельных уровней в одной и той же матрице.

Стеклоподобные свойства растворов Ы2 и 02 в твердых Аг и Кг при сравнительно небольших концентрациях примесей (2 -ЗОЖ) при Г < 4 К ранее вэ исследовались. Имеющиеся данные работы 17] о теплоемкости растворов Аг - гШ2 (п = 5 - 23.5%) не позволяет судить о проявлении универсальных низкотемпературных стеклоподобных свойств, так как .измерения проводились в области достаточно высоких температур (Г = 4 - 40 К).

Исследования представлялось разумным начинать со' слабых растворов, потому что это позволило бы получить информацию о структуре туннельных уровней матрично-изолированных молекул. Эти сведения, представляющие и самостоятельный интерес, удобно извлекать из данных о тепловых свойствах соответствующих растворов (традиционные оптические методы не обеспечивают достаточной точности в этой области энергий). К началу настоящей работы исследования тепловых свойств слабых растворов ,4Кг , 15Нг , 1бОг и СО в матрицах Аг и Кг е основном проводились при Г > 2 К г п = I - 21 [8,9]. Однако наиболее информативными с точки зрения проверки применимости теоретических моделей являются данные, полученные в области более низких температур и концентраций. Так, измерение теплоемкости слабых (п ^ 0.25%) растворов 1АН2, 15Ы2 и СО в Аг при Т > 0.4 К ПО] позволило наблюдать в районе . I К аномалии, обусловленные туннельными уровнями ротаторов. Был предложен модельный спектр заторможенного вращения молекул в Аг. Исследование в указанной области температур и концентраций подобных растворов на основе Кг позволило бы, кроме получения информации о спектре, провести сравнительный анализ вращательного движения линейных молекул в различных криоматрицах.

Отметим преимущества низкотемпературной адиабатической калориметрии, выбранной в качестве метода исследования в настоящей диссертационной работе. Во-первых, при низких концентрациях теплоемкость раствора из всех тепловых свойств наиболее просто связана со спектром изолированного ротатора. Во-вторых, при низких температурах теплоемкость раствора значительно превосходит теплоемкость матрицы, что позволяет 4

достаточно надежно выделить вклад вращательной подсистемы.

Итак, в основные цели диссертационной работы входило:

1) Экспериментальное исследование теплоемкости слабых растворов Я2 в Кг, 02 в Кг и Аг (п. ^ 0.25%). Получение информации о спектрах заторможенного вращения матрично-изолиро-ванных молекул и 02. Определение влияния величины кристаллического поля на спектр молекул и 02 в Аг и Кг.

2) Экспериментальное исследование теплоемкости тройных растворов Кг - 0.25% - х Аг (г = 2; 9; 24%) с целью изучения влияния случайных статических деформаций, создаваемых атомами Аг в решетке Кг, на Еращательное движение системы невзаимодействующих ротатороЕ.

3) Экспериментальное исследование концентрационных и температурных зависимостей теплоемкости твердых растворов Кг - п 14Яг и Кг - тг1б02 при п = 0.25 - 30%. Поиск стеклопо-добного поведения теплоемкости АС ориентзцисьной подсистемы. Исследование елияния на стеклоподобное поведение АС возможных механизмов взаимодействия примесных молекул при увеличении концентрации примеси. Определение влияния особенностей низкотемпературной части спектра примесей на характер проявления стеклоподобных свойств.

Научная новизна: Экспериментально исследованы теплоемкости растворов Кг - N , Кг - 02, Аг - 02, Кг - Аг и Кг -Аг - К2 в области температур 0.5 - 10 К и концентрат® компонентов 0.12 - 30£. Большая часть результатов получена впервые. Впервые исследовано стеклоподобное поведение слабых растворов ротаторов при искусственном создают в ресетке случайных деформационных шлей. Впервые удалось обнаружить и исследовать стеклоподобное поведение в растворах со сравнительно низкими концентрациями ротаторов, взаимодействие между которыми осуществляется через создаваемые ими деформационные поля. Впервые исследовано влияние внутренних сгежкяй свободы ротаторов на стеклоподобное поведение ориентацконлсЯ подсистемы.

Практическая ценность состоит в получении новых качественных и количественных сведений о влиянии "естественных" (воздушных) примесей И2 и 0£ на теплоемкость твердых хладагентов Аг к Кг.

Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

I) Получены новые экспериментальные данное : темперз-

5

турасй и концентрационной зависимостях теплоемкости твэрдах растворов Кг - ллЯг, Кг - 1бЫ2, Кг - 1б02, Аг - 1б02, Кг -0.252 1411г - Аг, Кг - 1г в области температур 0.5 - 10 К.

2) Исследовано поведение тешгаэгдсостп слабых растворов гокоядерных линейных молекул (ротаторов) в матрицах с центральным взаимодействием. Получена информация о динамике и спектрах изолированных ротаторов в таких матрицах.

3) Показана возможность получения стеклоподобного состояния путей создания случайных статических деформаций в решетках слабых растворов ротаторов в отвердевших инертных газах. Случайные статические ноля создавались путем введения "нейтральной" щимеси, не обладалцей вращательными степенями свобода.

4) Обнаружено стеклоподобное поведение теплоемкости ориентацЕонной подсистемы при сравнительно еезкех концентрациях ротатороЬ (п = 0.7 - 755). Эффект обусловлен косвенный взаимодействием ротаторов через создаваемые ш в решетка поля деформаций. При более высоких концентрациях (п = 7 -282) обнаружено влияние на стеклоподобное поведение квадру-поль-квадрупольного взаимодействия мевду ротатороыи.

5) Изучено влияние внутренних степеней свободы ротаторов на стеклоподобное поведение теплоемкости.

ПтегеВТШ'РНПЯЯ Г№ТР состоит из Введения, трех глав, заключения, библио!'ра£ви (123 ссшаш) н прилозвэния, содэряит 135 страниц, вЕШяая 28 рисунков и 2 таблицы. В прилояении собраны полученные в работе экспериментальные данные.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЕАНИЕ РАБОТЫ Во Введении дана краткая характеристика области исследования, обоснована актуальность выбранной теш, сформулированы цели работы, показана ее научная и практическая ценность, приведены основные пологения, выносише на защиту.

В первой глава диссертации описана использаванвда экспериментальная установка (вакуумный адиабатический ЕЕШотек-пературный калориметр [II]), методика измерения теплоемкости и способ получения однородных по концентрации твердых образцов. Изложены результаты измерения теплоемкости чистого Кг.

Вторая глава, состоящая ив трех параграфов, посвячена исследование слабых (концентрация примеси п < 0.25Х) растворов 15Нг, 1602 в Кг, а также 1в02 в Аг в области

6

температур 0.5 - 6 К. В первом параграфа проведен обзор теоретических и экспериментальных работ, в которых изучалось поведение изолированной примесной .Гляейной молекулы-ротатора в кристаллическом поле матрицы при низких температурах.

Во втором параграфе изложены результаты исследования теплоемкости слабых растворов 14N2 и 15N2 в Кг. Здесь и в дальнейшем речь пойдет о теплоемкости ЛС, обусловленной ори-ентационной подсистемой раствора, которую определяли вычитанием из теплоемкости раствора С теплоемкости матрицы Сх . Экспериментальные значения АС, нормированные на концентрацию примеси л, приведены на рис. I. Было установлено, что при п ^ 0.25% в пределах погрешности эксперимента выполняется зависимость АС ~ п. В районе I К были обнаружены аномалии ЛС типа Шоттки, величина и положение которых зависели от ядерного спина изотопов азота. Проявлений конверсии Nz в Кг не наблюдалось. Экспериментальные результаты были интерпретированы з рамках модели Девогашра-Манца-Мирсксй [12,131 (в этой модели заторможенного вращения линейной молекулы в поле ок-таэдрической симметрии нежесткость решетки учитывается путем перенормировки вращательной постоянной молекулы В и барьера К, препятствующего вращению). При Т > 2 К наблюдалось хорошее согласие наших данных с этой моделью при следующих пере-нормироЕанных параметрах: К = 28.7 К, В = 1.54 К (для свободной молекулы 14N2 В = 2.88 К). При более низких температурах, где основной вклад в АС вносят низкоэнаргетические уровни спектра вращательного движения Н2, наблюдалось сильное расхождение теории с экспериментом (что наиболее резко проявлялось в растворах Кг - 15N2). Был предложен модельный низкоэнергетический спектр вращения N2 в Кг,. позволивший описать эксперимент (туннельные уровни Eg и Т1и расщеплены).

В третьем параграфе анализируется температурная зависимость АС слабых растворов 1б02 в матрицах Аг и-Кг- В районе I К (рис. I) наблюдался максимум АС, величинами положение которого свидетельствуют в пользу теоретичесчюго описания движения молекулы 02 в Аг ЕЮ]. Однако для лучшего согласия с экспериментом, по нашим оценкам, следует уменьшить' величину перенормировки В.. !

Сопоставление данных о теплоемкости слабых- • растворов 14N2, 15N2 и 1в02 в матрицах Аг и Кг позволяет сделать вывод, что поведение температурной зависимости ДО при переходе

7

Рис. I.

Температурная зависимость АС/пй слабых растворов:

о - Кг -0.255Б14Нг;

о - Кг -0.25Ж15112;

□ - Аг -0.13Ж1б02;

в - Кг -0.26Ж1б0г.

от Ат к Кг существенно не изменяется. Наблюдаемое незначительное смещению области проявления аномалий в Кг в сторону более низких температур макет соответствовать слабому увеличению перенормированных величин К и В и их отношения.

Третья глава, состоящая из четырех параграфов, содержит результаты экспериментального исследования теплоемкости рас-

1 4-

Аг, Кг - 1АН2, Кг - 1б0„ с косвенно

творов Кг - 0.252 ^ - т, ^ - л-2, „2

и непосредственно взаимодействующими между собой молекулами примеси. Коовенное взаимодействие в основном определялось статическими деформационными полями, которые в случае тройных растворов создавались сферически симметричными атомами Аг, в случае бинарных растворов - самими примесными молекулами и 02. Результатом этого взаимодействия было наблюдаемое экспериментально стеклоподобное поведение теплоемкости ориентационной подсистемы АС.

Первый параграф содержит краткий обзор работ, посвященных системам, проявлящим стекольные свойства: аморфным твердым телам, спиновым и ориентационным стеклам. Отдельно рассмотрены работы, в которых высказывается возможность наблюдения стеклоподобных свойств АС в системах с небольшими концентрациями переориентирующихся центров (ПЦ). Согласно'С2-43, такое поведение АС возможно при выполнении определенных 8

условна. Спектр изолированных ротаторов должен иметь вырожденное или почти вырожденное (расщепление существенно меньше кТ) основное состояние. Взаимодействие между Щ должно быть знакопеременным и случайным. Вызываемое им возмущение энергетического спектра ротаторов при средних расстояниях между ними должно быть больше или порядка температуры и параметра туннелирования для расщепленных состояний. Стеклоподобное поведение АО должно при этом обнаруживать следующие особенности: I) характерную для всех типов стекол близкую к линейной зависимость теплоемкости от температуры; 2) теплоемкость должна быть пропорцоинальна отношению концентрации ротаторной примеси п к концентрации центров деформации х (этот вывод справедлив в случае, когда взаимодействие между Щ обратно пропорционально кубу расстояния мевду Щ); 3) температурная область проявления зависимости ДС ~ Т должна быть пропорциональна концентрации центров деформации.

Во втором параграфе проведен анализ экспериментальных данных о теплоемкости растворов Кг - 0.2535 1 - х Аг (х = 2; 9; 24%). Введение атомов Аг в решетку слабого раствора Кг - 0.25% 14Я2 создавало случайные деформационные поля, обусловленные различием диаметров атомов Аг и Кг (различие составляет 7%). Ориентационная подсистема раствора должна была в данном случав сыграть роль "зонда", способного "почувствовать" эти деформации. Как видно из рис. 2, даже сравнительно набольшие статические деформации решетки существенно меняют температурнув зависимость АС: исчезает максимум Иоттки; в области температур до 2.5 К зависимость АС(Г) приближается к линейной.

Естественно предположить, что большее влияние на теплоемкость окажут те примеси, которые вызовут большую деформацию решетки. Из структурных исследований растворов Кг - Аг и Кг - N.. следует, что при малых концентрациях молекулы 1*2 сильнее деформируют решетку криптона, чем атомы Аг. Для проверки этого была измерена теплоемкость раствора Кг - 1% Н2. Оказалось, что для получения примерно одинакового отклика ориентационной подсистемы в решетку Кг требуется ввести в два раза большее количество атомов Аг, чем молекул т.е. более сильная деформация решетки действительно вызывает большее изменение теплоемкости ориентационной подсистемы.

Итак, экспериментально установлено, что при п а I*

9

Рис. 2.

' 1 | I I I I | I I I I | I I I

12 3

т. к

Температурная зависимость ДС/пД растворов:

Кг - п

(---п = 0.125;

0.25, сглаженные значения; ■ - п = 1%);

Кг - п

х Аг

(о - х = 2%; А - х = 9%; □ - х = 24%, для всех тройных растворов п = 0.2556).

определяющий вклад в косвенное взаимодействие молекул вносят статические деформации решетки.

Рис. 3 иллюстрирует проявление стеклоподобного поведения теплоемкости орионтационной подсистемы ДС в растворах Кг - 0.25% 1ДН2 - I Аг, характерные черты которого отмечались в первом параграфе главы: I) в области до 2 К имеется универсальная для всех трех концентраций Аг близкая к линейной зависимость АС ~ Т; 2) выполняется соотношение ДС ~ п/х (п = 0.25% - концентрация ротаторной примеси азота, х - концентрация деформирующих решетку атомов Аг); 3) эти зависимо-

200

б о

а»

100

X

о <

0

: ооо4

о : 4 - % : пи 0 0 о»

: / 1 Рм 1 1 1 1 1 1 1 1.1.1 11111

1 2 3

т, К

Рис. 3.

Температурная зависимость АСх/п растворов

Кг - п 1ДЫг - х Аг:

(о - х = 2%; Д - х = 9»; □ - X ш 24%, для всех растворов п = 0.25%).

ста для образца с кингсгальшЭ концентрацией аргона проявляется в более узкой области темпаратур.

Третий п четвортнЗ nspsrps^i посвящены позгеед ста тенеподобного тавэдепзя I.G з раотворзх 14Яг а 1в02 а Кг. ОТКОГЗ!, ЧТО COOTHOT95Z9 L0 " Ti/S, ЮГЭГ7£0 ЮСТО 3 ТроЗПЫХ

растворах, в бинарных сЕодзгоя к отсутспст загксязяэстн АС от концентрации пртхэси, т.к. п = 'х (колокулп-ротаторы с сия создает; деформационные поля).

На рзс. 4 покйпено ягдащэнпгэ температурной зввнсеезостя АС п растворах Кг - п 14Н2 при поныжшпп я: исчезает накса-иум Шотткл, зависгкость становится етяотсниаЗ и, начиная с 4S, остается близкой к лепэйесй в сравнительно широкой интервале температур. Такое достаточно хорошее выполнение зависимости АС ~ Г а растворах Кг - 14Н2 коапо объяснить присутствием в сястекэ коссеппого данветческого взаимодействия ротаторов, обусловленного рззонаненнм обменом фононов. Это взаимодействие, как и кссезвеоэ взаимодействие через стати-4QCKH9 ДОЛЯ ДбфорМЭЦИЗ!} 5НП130*Юр31С9ШЮ И обратно прогорцяо-нально кубу расстояния иезду пржэеязл; оно тага® участвует в стохастизации туннельнах уровЕЗЗ ротаторов. В тройных растворах это взаимодействие отсутствует. По-вздпмоцу, именно поэтому в шх не так отчетливо, как в системе Кг - 14Н2. выполняется зависимость АС ~ Т.

"Т. к

Рис. 4.

Температурная зависимость АС/пЯ растворов

Кг - п 14Нг:

(_--п « 0.125;

0.25, сглаавЕнке значения;

□ - п = I.0S; а - п = 3.9Ж; А - п = 7.0Ж; о - п = 14.IX; v - п = 28.62».

Независимость АС от концентрации ротаторов п, а также расширение температурю® области, где АС ~ Г, при повышении

11

п, показаны на рис. 5. Как видно, для растворов с концентрациями азота от 0.7 до 7% температурная область, б которой выполняется универсальная линейная зависимость АС ~ Т, расширяется с ростом п. Для растворов с п = 7 к 14% зависимость ЛС ~ Т выполняется во всем температурном интервале (до Г з 3 К!, где ДС определяется надежно. При п > 72 с повышением концентрации значения ДО при равных Т медленно уменьшаются. Такое неведение ДС можно объяснить изменением характера взаимодействия молекул: при таких п заметную роль начинает уже играть прямое кеадруполь-крьдруполъное взаимодействие между молекулами. Согласно оценкам [5], должно наблюдаться умень-

шение ДО(я): дС

-2/3

50 40

е

% 30

20 10

0.

О <

а сьо т

/

_1_1_1_1_1-1-1.1-1..1 I I I I I 1.1

Рис. 5.

Температурная з-еисимость ДС

■растзотзсв

Кг

п 1

■7 - п = 0.25%; + - п = 0.71«; с - п = 1.0%; ■ - п = 3.9%.

т. к

Исследование температурной и концентрационной зависимостей ДС в растворах Кг - п 160£ позволило изучить вопрос о влиянии внутренних степеней свободы ротаторов на етеклопо-добное поведение ДС. Как видно из рис. 6, увеличение п приводит к эффектам, сходным с наблюдаемым в системе Кг - 14К2: ДС(Т) уменьшается в максимуме и возрастает в минимуме, т.е. становится монотонной. Однако, сравнивая эти две системы,

ЪГ'.Ч/П^ -м-п Г|ч«п о 1Гт» _ " ^П Г*"'.-\ТТПГГГЧТГ\ЛС1Г\С гто_

»К^ШЬЫЬ. ЬНии'Л»! 114 рии 1.. I . . ^М.и Ни ЛА^ и * . ' .«V/

ведение дС проявляется не так отчетливо, как е системе Кг -Хогя температурная зависимость ¿<7(7) существенно сглаживается, все же нельзя говорить о линейной зависимости теплоемкости от температуры. Независимость ДС от наблюдается в белее узком интервале температур. 12

и

I 400

.200 О-<3

0

О •

«Г

е

/

в »

I I I I | Г -

5

10

т, К

Рис. 6.

Темпепатурная зависимость АС растворов

Кг - п 1602:

Д - п = 0.26%: ■ - п = 1.2%; о - п = 5.3%; о - п = 10.6%.

По нашему мнению, такое поведение' теплоемкости сбязэнс с особенностями основного состояния изолированней молекулы кислорода, которое расщеплено внутримолекулярным взаимодействием спин-ось. Величина этого расщепления малочувствительна к внешним воздействиям. Поэтому коезенное взаимодействие между молекулами кислорода не обеспечивает достаточную стз-хастизацию туннельных урогней спин-вращательного спектра.

ВЫВОДЫ

1) В области температур 0.5 - 10 К экспериментально исследована теплоемкость растворов Кг - 14!<2, Кг - 15Нг, Кг -1б02, Аг - 1602, Кг-АгиКг-Аг-М2 при концентрациях компонентов 0.12 - 30%.

2) В бинарных растворах 14И2, 15'»2. 1б0, з Кг, а также 1б02 в Аг при концентрациях молекул п < С.2БХ теплоемкость ориентационной подсистемы АО пропорциональна п в пределах погрешности эксперимента.

3) Установлено, что теплоемкость АС растворов Кг - К2 в районе максимума АС определяется орто-пара составом азота. Признаков конверсии молекул Я2 в матрице Кг в пределах погрешности эксперимента не обнаружено.

4) Предложен модельный энергетический спектр вращательного движения молекулы Ы2 в твердом Кг,' позволивший описать теплоемкость слабых растворов Кг -

5) В тройных растворах Кг - 0.25% 14М2 - х Аг обнаруже-

13

во обусловленное случайными статическими деформациями решетки стек полодоОвое поведенвв теплоемкости оривнтаципншй подсистемы.

6) В растворах Кг - п 14Н2 ори сравнительно низких концентрациях азота (п « 0.7 - 7S) обнаружено стеклоподобное поведение теплоемкости ориентационной подсистемы АС, обусловленное косвенным взаимодействием ротаторов через создаваемые ими в решетке шля деформаций. При более высоких концентрациях (п = 7 - 28S) начинает проявляться прямое квадру-поль-квадруполънов взаимодействие ыезвду ротаторами.

7) В растворах Кг - п 1б02 стеклоподобные свойства АО проявляются менее отчетливо, чем в системе Кг - К2, что, поводимому, связано с наличием внутренних степеней свободы молекул 1б02 и с особенностями их спнн-вращатвльного спектра.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсувдались на Всесоюзных совещаниях по фпзика таких температур (Донацк-1ЭЭО, Казань-1992), на Теплофизи-ческой конференции СНГ (Ыахачкала-1332 ), на конференциях по нриокристадлам (Донецк-1991, 1933).

(Wmw ШТЯ"'Я'ТН MÎ^P^rW птгЛррспяяры В работах:

1. П.И. Ыуромцев, Ы.И. Вагацкий, В.Г. Ыаняелий, И.Я. Кинчи-на, А.И. Кривчиков. Теплоемкость слабых твердых растворов 14N2, 15Н2 в Кг при гелиевых температурах // ©ГГ.- 1990.15, N8.- С. 1068 - 1063.

2. Ы.И. Вагацкий, В.Г. Ыанжелий, П.И. Цуронцев, И.Я. Ыинчи-на. Исследования влияния случайных статических деформаций на примесную теплоемкость слабых растворов 14Яг в твердом КГ // «НГ.- 1992.- Ifl, HI.- 0. 37 - 43.

3. Ы.И. Вагацкий, В.Г. Ыанхелий, Ы.А. Иванов, П.И. Ыуромцев, И.Я. Минчина. Стеклоподобное поведение твердого раствора Кг - 14N2 при относительно низких концентрациях азота. Калориметрические исследования // ŒHT.- 1992.- 13, N10.-0. 1142 - 1149.

4. П.И. Ыуромцев, Ы.И. Вагацкий, В.Г. Ыанхелий, И.Я. Минчина. Теплоемкость растворов Кг - 02 при гелиевых температурах // ffilE.- 1994.- 2Q, НЗ.- О. 247 - 254.

ЛИТЕРАТУРА

1. D.T. Hochli, х. Кпотт, А. Ш. Orlfintatlonal glasses// AIT. in Physics.- 1990.- 22. К 5.- p. 405 - 615.

2. Ы.А. Иванов, В.Я. Ыитрофанов, А.Я. «ишман. Термодинамика 14

взаимодействупцих орбитально вырожденных примесей// ФГТ.-1978.- 20, Н 10.- С. 3023 - 3032.

3. М.А. Иванов, А.Я. Фишман. Влияние случайных деформационных полей на плотность состояний и теплоемкость переориентирующихся центров з кристаллах// ФТТ.- 1985.- 21, N 5.- с. 1334 - 1343.

4. М.А. Иванов, А.Я. Фишман. Влияние случайных деформационных полей на спектральное распределение выровдэнзых состояний// ФММ.- 1983.- 56, N 5.- С. 866 - 876.

5. А.Л. Бурин. Проявление универсальных свойств стекол в твердых растворах двухатомных молекул в кристаллах инертных газов// СНГ.- 1991,- Ц, N 7.- с. 872 - 883.

6. M.W. Klein. Theory of the dilute Interacting quadrupole glass: four-orientational tunneling quadrupoles// Phys. Rev. В.- 1992.- 45, N 10,- p. 5209 - 5216.

7. A.M. Saleh, D.G. Наазе. The specific heat of solid К -argon alloys: low N concentrations// Sol. St. Coarnun.-1986.- 60, N 7.- p. 613 - 616.

8. В.Г. Манжелий, E.A. КосоОуцкая, З.В. Сумароков, A.H. Александровский, Ю.А. ©реАман, В.А. Попов, В.А. Константа-нов. Заторможенное вращение линейных молекул з атомарных криокристаллах и тепловые свойства растворов// 5БТ,-1986.- 12, N 2.- С. 151 - 171.

9. Ю.А. Фрейман, В.В. Сумароков, В.Г. Мэнжолпй, З.А. Попов. Заторможенное вращение молекул кислорода в твердом аргоне// ФНТ,- 1988.- U, N 5.- с. 537 - 540.

10. А.И. Кривчиков, М.И. Багацкий, В.Г. Манкелий, И.Я. Млн-чина, П.И. Муромцев. Слабые ТЕердые растворы 14Нг, 151*г, СО в Аг при гелиевых температурах: теплоемкость и спектр вращательного движения примесных молекул// ФНТ.- 1983.14, N II.- с. 1208 - 1212.

11. М.И.Еагацкий, И.Я.Минчша, З.Г.Манжэлий. Теплоемкость твердого параводорода// ФНТ.-- 1984.- 10, N 10.- с. 1039 -1051.

12. А.P. Devonshire. The rotation of molecules in fields of octahedral symmetry// Prcc. Roy. Soo. A.- 1936.- 153. N 880.- p. 601 - 621.

13. J Manz. Rotating molecules trapped in pseudorotating cages // J. Amer. Chem. Soc.- 1980.- 102, N 6.- p. 1801 -1806.

Муромцев П.И. Стеклоподдбное .поведение теплоемкости растворов криокристаллов.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.09 "физика низких температур", Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины, Харьков, 1994 г.

Защищается 4 научные работы, которые содержат экспериментальные исследования теплоемкости растворов Кг - N2, Кг -02, Аг - 02, Кг - Аг, Кг - Аг - N2 в области гелиевых температур. Установлено, что при концентрациях примесных молекул (Ш) порядка 1% косвенное взаимодействие между ПМ осуществляется в основном через статические поля деформаций. В тройных растворах Кг - 0.25% 1iN£ - х Аг (г = 2 - 24%) и бинарных КГ - 71 (п = 0.7 - 141), Кг - п (п = I - 10%) обнаружено стеклоподобное поведение теплоемкости ориентаци-онной подсистемы, обусловленное случайными статическими деформациями решетки и косвенным взаимодействием Ш.

Huromtsev P.I. Glasa-like behaviour of heat capacity of cryocrystal solutions.

The thesis is submitted for a scientific degree of kandidat of physical and mathematical sciences, speciality 01.04.09 "low temperature physics".

Pour scientific works are being defended, which contain experimental investigations of heat capacity of Kr - N2, Kr -02, Ar - 02, Kr - At, Kr - At - N2 solutions at helium temperatures. It is established that at impurity molecules (Ш) concentrations near 1% non-direct interaction between Ш is mainly caused by static deformation fields. Glass-like behaviour of heat capacity of orientational sub-system that Is due to random static lattice deformations and non-direct interaction of Ш, is observed in ternary Kr - 0.25% 14N2 - x Ar (x = 2 - 24%) and binary Kr - n (n = 0.7 - 14%), Kr -n 1602 (n = I - 10%) solutions.

Ключов1 слова: тепловмн1сть, дом1шки, непряма взаемод1я, статичн1 деформацИ, склошд1бна повед1нка.

Ответственный за выпуск - канд. ф.-м. н. Городилов Б.Я.

Подписано к печати 01.II.94. Физ. п.л. I, учет. изд. л. I, заказ N51 , тираж 100 экз.

Ротапринт ФГИНТ НАН Украины, 3I0I64, Харьков-764, пр. Ленина', 47.