которой представлены на рис. 3b), скорость волны - компонента МУУВ определялась также по 10 полным проходам по радиусу (от центра и обратно), но не от момента возбуждения волны, а спустя 6 проходов (см. рис. 3 b)). Найденная скорость волны составляет Ui = 3,70 см/сек. При этом средняя по всем 16 проходам скорость волны оказывается несколько выше, 3,74см/сек. Это означает, что волна испытывает некоторое замедление в результате отражений (которое можно оценить как 0,4% на одно отражение). Амплитуда снижения температуры составила и здесь —AT~0,1K. Если просто усреднить результаты измерения (для одного образца) по двум сериям, проведенным с интервалом в 4 года, то они будут отличаться на 15% от среднего значения. Дополнительный анализ второй серии опытов (см. рис. 4b)) позволил найти следы компонента МУУВ, имеющего скорость Ui =11,9 см/сек. Амплитуду изменения температуры в волне можно оценить как величину —AT~0,1 К. Дополнительная серия с развёрткой 120 сек дала возможность найти скорость компонента МУУВ, измеренную по последним 12 проходам (из 27), равную Ui =0,47 см/сек при амплитуде —AT- 0,03 К.

До тех пор, пока не разработан физический механизм МУУВ, для классификации наблюдённых компонентов МУУВ по измеренным значениям скоростей, каждому из них можно приписать, в соответствии с выражением (1), некоторый номер компонента, i. Этим самым мы устанавливаем определённую связь между его скоростью и, - формально,- скоростью продольного звука в материале, которая сама зависит от свойств среды.

В данном случае нам неизвестна ориентация осей исследованного монокристаллического образца кремния, но для наших целей можно исходить из максимального значения продольной скорости звука vl max =vl < >=9,85х10 см/сек, которое превышает минимальное значение vlmin=vl <101> всего на 15%

[14].

Поэтому наблюдённымв настоящей работе (а также в [9,10])

компонентам МУУВ, согласновыражению (1), можно приписать номера, соответственно, 18; 16 и 21:

Uexperim = 2.74 см/сек = 0.73 vl max /(2)18 = 0.73 U1S calcmax =0.85 Uj8 calc,min; и**»**. = 3.70 см/сек = 0.98 vtmax /(2)18 = 0.98 Ulscalcmax = 1.15 Ulscalcmin ; Uexperim = 11.9 см/сек = 0.79 vt max /(2)16 = 0.79 U16calc,max = 0.93 U16calc,min ; Uexperim = 0.470 см/сек = 1.00 vt max /(2)21 = 1.00 U2icalcmax =1.18 U2icalc,min .

ВЫВОДЫ.

Представленные результаты надёжно подтверждают возбуждение трёх компонентов МУУВ с дискретными скоростями в интервале приблизительно от 10 до 0,5 см/сек в монокристаллическом кремнии. Результат работ [9,10], где сообщалось о наблюдении компонента МУУВ со скоростью около 3 см/сек, подтверждён в дополнительных опытах и с одновременным измерением скорости на двух участках того же образца.

Измеренные с помощью термопар в этом интервале значения скоростей компонентов МУУВ удовлетворяют соотношению (1). Поэтому можно утверждать, что в описанных опытах с монокристаллом кремния с ошибкой около ±25% были зарегистрированы шестнадцатый, восемнадцатый и двадцать первый компоненты медленной уединённой упругой волны (МУУВ) со скоростями 11,9; 3,70 (2,74); 0,47 см/сек. Величина ошибки только

уменьшится, если станут известны кристаллические направления в используемом образце и в выражение (1) будут подставлены конкретные табличные значения продольной скорости звука.

Знак вариации температуры для этих трёх компонентов наблюдённых уединённых упругих волн, распространяющихся в кремнии, надёжно установлен как отрицательный, что соответствует волнам разрежения. Амплитуду изменения температуры в волне можно оценить как величину —AT-0,1 К для 16-го и 18-го и как —AT- 0,03 К для 21-го компонентов МУУВ.

Как видно из (x-t)- диаграмм для трёх разных компонентов МУУВ, знак волны не меняется при отражениях от свободной границы образца (падает на границу волна разрежения и отражается от неё опять волна разрежения).

Потери скорости компонентов при отражении от границы образца малы, что обуславливает их стабильность и сравнительно долгое время существования в образце (у каждого компонента - своё время «жизни»). Для 18-го компонента теряется в скорости около 0,4% на одно отражение и прослеживаются 16 его проходов, а для 21-го компонента наблюдены 27 проходов по образцу от центра к краю и обратно.

Зарождение всех зафиксированных компонентов МУУВ (начало их движения) происходит в один и тот же интервал времени, соответствующий переднему фронту возбуждающего импульса.

При измерениях с одной или несколькими дополнительными термопарами, размещёнными на одной линии вдоль некоторого диаметра диска обходится вопрос о влиянии на измерения анизотропии образца, которая, по-видимому, в соответствии с (1), должна приводить к различию скоростей по разным направлениям. Отсюда на будущее возникает интересная задача измерения скоростей компонентов МУУВ по разным направлениям кристалла, желательно с предварительно установленной ориентацией направлений в исследуемом образце.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы благодарят А.И.Власова, В.И.Конова, В.С.Ральченко за сотрудничество в исследовании МУУВ, предоставление образца кремния вместе с неопубликованными первичными данными по измерениям теплопроводности этого образца. Авторы благодарны А.М.Прохорову и А.М.Балдину за интерес к исследованиям и поддержку. Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ, последний проект 00-02-17249-а).

ЛИТЕРАТУРА

1.E.M.Kudriavtsev, S.D.Zotov, V.V.Krivov, E.N.Lotkova, Yu.I.Rybalko, "Reflection and conduction wave in HTSC after IR laser irradiation", Material Research Society - Meeting of Fall92, Book of abstracts, H3, 25, Boston, USA,

1992

2.E.M.Kudriavtsev, S.D.Zotov, V.V.Krivov, M.Autric, "Reflection and conduction wave in ceramic HT SC after IR laser irradiation pulse", Physica C, vol. 234-240, pp.1439-1440 (1994).

3.E.M.Kudriavtsev. "Thermal solitons in the laser-surface interactions". High-Power Laser Ablation, Claude R.Phipps, Editor, Proceedings of SPIE Vol.3343, pp.411422, 1998.

4.Kudriavtsev Eugene. "Solitonic type excitations in laser- condensed matter interaction: additional proof by independent publications". High - Power Laser Ablation III, Claude R. Phipps Editor, Proc.of SPIE, Vol. 4065, pp. 411-424, 2000.

5.E.M.Kudriavtsev, " Sequence from many solitary elastic waves With discrete, twice downward decreasing, Starting from a speed of sound, velocities excited by a single-pulse in condensed matters". Proc. of ХШ-th Sess. of Russ. Acoust. Soc., v.1. Physical acoustics. Propagation and diffraction of waves. pp. 204-207, Moscow, GEOS, 2003. http://rao.akin.ru/rao/sess13/sect1f.htm.

6.В.И. Емельянов, А.В. Рогачева, Лазерно-возбужденные медленные дефектно-деформационные солитоны в твердых телах с постоянным градиентом деформации, Известия Академии наук. Серия физическая (2002), том 66, №8, с.1074-1077.

7.E.M.Kudriavtsev, V.I.Emelyanov, V.V.Krivov, E.N.Lotkova, S.D.Zotov, M.Autric, "Dislocation migration activation energies for HTSC ceramics from temperature dependence of the solitonic wave of change in reflection and conduction", Physica C (2000), vol. 341-348, pp.1853-1854.

8.E.M.Kudriavtsev, S.D.Zotov, V.V.Krivov, M.Autric, "Temperature dependence of the velocity of the wave of reflection and conduction in NdCeCuO, YBaCuO and LaSrCuO", Physica C (1997), vol. 282-287, pp.1145-1146.

9.Е.М.Kudriavtsev, S.D.Zotov, "Discrete speeds of slow soliton-like excitations in a single crystal of silicon (comparison of experimental results with the data of other works)". Fourth Intern. Conf. Single Crystal Growth and Heat and Mass Transfer (ICSC-2001), Proceedings, Vol.3, pp.596-604 (Obninsk 2001).

10.E.M.Kudriavtsev, "Experiments demonstrate the excitation in condensed matter of the slow solitary elastic waves with discrete velocities". 11-ая Международная конференция "Рассеяние фононов в конденсированных средах" (Фононы-04) (С-Петербург, 2004г, Book of abstracts, pp.113-114).

11.V.Ralchenko, A.Vlasov, I.Vlasov, B.Zubov, A.Nikitin, A.Khomich. Spatial distribution of thermal conductivity of diamond wafers as measured by Laser Flash Technique. Lasers in Synthesis, Characterization, and Processing of Diamond, Vitaly I.Konov, Victor G.Ralchenko, Editors, Proceedings of SPIE, Vol. 3484, pp.214-221, 1997.

12.E.M.Kudriavtsev, A.V.Varava, A.V.Dedov, A.T.Komov. Observation of Slow Components of Solitonic-Type Wave Structure Excited by e-Beam in Massive Copper Sample. JINR Rapid Communications № 5,6 [97]-99, pp. 13-21, 1999г.

13.E.M.Kudriavtsev, S.D.Zotov, M.Autric, "Slow components of solitonic wave of change in reflection and conduction excited by CO2 laser pulse in plexiglas: experiments with IR detector", in: "Gas Flow & Chemical Lasers and High Power Laser Conference", Proceedings of SPIE, Vol.4184 (2001), pp.494-497.

14.Акустические кристаллы. Справочник. /А.А.Блистанов, В.С.Бондаренко, Н.В.Переломова и др.; под ред. М.П.Шаскольской. Москва, Наука, 1982.