УДК 621.315.592
АБУТАЛЫБОВ Г.И., ДЖАФАРОВА С.З.,

РАГИМОВА Н.А.
О ПОГЛОЩЕНИИ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН В КРИСТАЛЛАХ
СЕЛЕНИДА ГАЛЛИЯ.
Институт физики НАН Азербайджана
370143, Азербайджан, Баку, ул. Г.Джавида 33
Поглощение акустических волн в -GaSe исследовалось в широ-
ком диапазоне частот 30-800 МГц и температур 78-300 К. Затухание
волн Т║ и ST было большим и волны не наблюдались. Поглощение

непьезоактивной волны L║ определяется ее взаимодействием с тепло-
выми модами кристаллической решетки, причем во всем исследован-
ном частотном диапазоне <<1, т.к. время релаксации фононной
системы, определенное из данных по теплопроводности мало 3·10-12 с,
что соответствует частоте 40 ГГц, при которой возможен переход к
механизму поглощения по Ландау-Румеру [1].
Частотная зависимость коэффициента поглощения () волны L║
близка к квадратичной (рис.1), температурная зависимость слабая
(рис.2), что соответствует механизму поглощения по Ахиезеру [2],
однако экспериментальные значения значительно превосходят тео-
ретические.


Рис. 1 Частотная зависимость
Рис. 2 Частотные зависимости
волны L║ в -GaSe при 293 К.
волны FT в -GaSe при 293 К.

1. эксп 2. эл 3.

реш 4.эксп (90K)




При анализе поглощения пьезоактивных волн L║ и FT║ необхо-
димо учитывать вклад в поглощение эл, обусловленной свободными
носителями заряда. Частотная зависимость реш волны L приведена на

рис.3, где приведены также экспериментальные значения эксп и рас-
считанная частотная зависимость вклада свободных носителей.


Рис. 3 Частотные зависимости
Рис. 4 Температурные зависимости
волны L в -GaSe при 293 К.
волны L (2-4) на частотах 30


1. эксп 2. эл 3. реш
МГц: 1-2. эксп 3. эл 4.

реш
Аналогичные зависимости для волны FT приведены на рис.2.

Из рис. 2, 3 видно, что для L и FT типов волн, распространяющих-


ся вдоль слоев, частотная зависимость реш значительно отличается от
квадратичной, предсказываемой теорией для поглощения низкочас-
тотного звука в кристаллах. Обычно линейная частотная зависимость
звука в кристаллах является одним из признаков механизма поглоще-
ния по Ландау-Румеру, однако для этого требуются или высокие час-
тоты или низкие температуры ( ≤ 40К ). Кроме того, механизм по-
глощения по Ландау-Румеру приводит к резкой температурной
зависимости поглощения (рис.4, 5). Анализ показывает, что значи-
тельное уменьшение поглощения при 150К обусловлено уменьшением
вклада эл. ,реш же волн L и FT имеет слабые температурные зави-

симости, что не соответствует механизму Ландау-Румеру.
Интересно отметить, что для Tl3PSe4 родственного GaSe, в диа-
пазоне частот 20-800 МГц частотная зависимость поглощения также
близка к линейной [3]. Авторы связывают это с отклонениями от сте-
хиометрии. Линейная частотная зависимость поглощения, и при этом
слабая температурная зависимость характерна для стекол, где они объ-

ясняются наличием в системе нескольких механизмов релаксации с
разными значениями .




Рис.5 Температурные зависимости
волны FT в -GaSe на частотах

28,5 МГц (1-3) и 84,5 МГц (4-6):
1,4. эксп 2,5. эл 3,6. реш

O существовании подобных механизмов поглощения в исследо-
ванном нами образце свидетельствует пик в затухании волны FT
при 270К. Т.к величина пика примерно одинакова для волн частотой
28,5МГц и 84,5МГц, то , соответствующее этому пику, очевидно, не
превышает 5,5·10-9с. Такое большое вполне может приводить к вы-
полаживанию частотной характеристики в области низких частот.
Тот факт, что частотная характеристика не стремится к насыщению
при более высоких частотах (
1
-
-9
, = 5
,
5 10 с ) заставляет
1
1
предположить существование и других механизмов релаксации с
меньшими временами. Характерные для добавочного сверхазиезеров-
ского поглощения в стеклах линейная частота и слабая температурная
зависимость поглощения акустических волн, обнаруженные в наших
экспериментах при распространении волн вдоль слоев в -GaSe, могут
быть следствием легкого образования в GaSe различных политипов,
отличающихся только взаимным расположением слоев.

1. Л.Д. Ландау, Г.В. Румер О поглощении звука в твердых телах
Собр. Трудов, М., Наука, 1969, 227-233.
2. T.O. Woodruff, Ehrenreich Phys. Rev., 1991, 123, 5, 1553-1559.
3. Gottlieb, T.I. Isaaks, Y.D. Feichtner, G.W. Rolland, Acousto-optic
properties of some chalcogenide crystals. J.Appl.Phys., 1974, 5, 12,
5145-5151.


Document Outline