Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ОСЦИЛЛЯЦИИ

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ОСЦИЛЛЯЦИИ

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ОСЦИЛЛЯЦИИ - осцилляции коэф. поглощения УЗ в металлах в магн. поле Н, перпендикулярном волновому вектору звука k. Пост. магн. поле влияет на движение электронов, вынуждая их двигаться по траекториям, вид к-рых определяется сечением поверхности пост. энергии плоскостями, перпендикулярными H; осн. вклад дают электроны с энергией, близкой к уровню Ферми (т. е. вблизи ферми-поверхности). Г. о. имеют место, если длина свободного пробега l электронов гораздо больше характерного размера r_L, ларморовской орбиты электрона в магн. поле, к-рый, в свою очередь, гораздо больше длины волны звука

В указанных условиях электрон эффективно взаимодействует со звуковой волной лишь в окрестностях точек, где проекция скорости v электрона на k мала (точки 1 и 2 на рис.). Вблизи этих точек электрон в течение длит. времени движется в почти пост. поле звуковой волны. На остальных участках ср. сила, действующая на электрон со стороны волны, мала, поскольку, в силу условия , фаза волны быстро изменяется в масштабе траектории. Поэтому вклад электрона в поглощение определяется суммой вкладов точек эффективного взаимодействия (типа 1 и 2) на участке траектории, пройденном за время между столкновениями, причём существенной оказывается корреляция фаз волны, соответствующих этим точкам. Эта корреляция не изменится, если размеры орбиты изменить на целое число длин волн. Поскольку диаметр орбиты , периодически зависит от . T. к. общий вклад в поглощение в раз больше вклада за один оборот, во столько же раз а больше значений коэф. поглощения а ₀ в отсутствие поля H. Глубина модуляции осцилляц. картины при этом невелика , поскольку в поглощение дают вклад разные траектории (с разными расстояниями между точками 1 и 2). В итоге картина частично "замазывается", а осн. вклад дают такие сечения поверхности Ферми плоскостью, перпендикулярной Н, где разность р _у⁽¹⁾ -р _у⁽²⁾ экстремальна (здесь р _у - проекция импульса электрона р). Эти сечения и определяют период Г. о.

Проекция траектории электрона на плоскость, перпендикулярную магнитному полю; штриховые линии - плоскости равной фазы звуковой волны.

Впервые на опыте Г. о. наблюдал X. Бёммель в Sn [2]; их теорию построили А. Б. Пиппард [3] и В. Л. Гуревич [4]. Наблюдение Г. о. используют для определения геометрии и характерных размеров поверхности Ферми металлов. Г. о.- частный случай более широкого класса магнетоакустических явлений.

Лит.: 1) Абрикосов А. А., Введение в теорию нормальных металлов, M., 1972; 2) Воmmel H. E., Attenuation in superconducting and normalconducting tin at low temperatures, "Phys. Rev. ", 1955, v. 100, p. 758; 3) Piрраrd A. B., A proposal for determining the Fermi surface by magneto-acoustic resonance, "Phil. Mag.", 1957, v. 2, p. 11 47; 4) Гуревич В. Л., Поглощение ультразвука в металлах в магнитном поле, "ЖЭТФ", 1959, т. 37, с. 71. Ю. M. Гальперин.