برهم کنش فونون – دیسلوکیشن، تاثیر عمده ای روی ویژگی های متعدد مواد دارد. بعنوان مثال، نوسانات دیسلوکیشن ناشی از فونون، تاثیر قابل توجهی روی ویژگی های مربوط به شار فونون مانند میرایی صوتی و حرارتی دارند. همچنین، برهم کنش دیسلوکیشن های متحرک با فونون ها، ضریب ویسکوزیته را در حرکت دیسلوکیشن تعیین می کند که در مقابل دینامیک دیسلوکیشن را کنترل می کند. چندین دهه است که برهم کنش بین دیسلوکیشن ها و فونون ها بطور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. بهرحال، روش های تجربی بوجود آمده (اندازه گیری های اصطکاک داخلی و رسانایی گرمایی) با مشکل دو عیب اساسی مواجه هستند که مانع مطالعات در این زمینه می شوند. اولا، روش های موجود، تنها اطلاعات متوسطی در مورد مجموعه ی دیسلوکیشن ها بدون هیچ وضوح فضایی یا زمانی ارائه می کنند. بعبارت دیگر، قادر به حل برهم کنش فونون ها با دیسلوکیشن های انحصاری نیستند که موضوع مدل های تئوری است. ثانیا، روش های موجود می توانند تنها برای کریستال های هادی مانند فلزات و هالیدهای قلیایی بکار گرفته شوند. کریستال های هادی توسط ویسکوزیته ی بالای حرکت های دیسلوکیشن شناسایی می شوند که منجر به کاهش سرعت حرکت های دیسلوکیشن می شود. همانطور که در ادامه نشان داده می شود، ضرایب ویسکوزیته در کریستال های سرامیکی شکننده مانند LiNb03 ممکن است 3-2 درجه کمتر از کریستال های هادی باشند. به منظور غلبه بر این مشکلات و محدودیت ها، یک تکنیک تصویربرداری جدید با عنوان توپوگرافی اشعه ایکس استروبوسکوپى با فرکانس بالا توسعه دادیم که این امکان را به ما می دهد تا میدان های تغییر شکل (دگردیسی) هر دو سمت جلوی موج صوتی انحصاری و دیسلوکیشن های در حال نوسان را بر روی تصویر یکسان بصری سازیم. به منظور بصری سازی سریع تغییر میدان های تغییرشکل دینامیک بسرعت در حال تغییر، اندازه گیری های استروبوسکوپى فرکانس بالا را انجام می دهیم که در آنها انتشار موج صوتی با انفجارهای اشعه ایکس خارج شده از منبع سينکروترون دستگاه تقويت و تسريع ذرات بار دار الکترونى همزمان سازی می شود. آنالیز تئوری جامع امکان یافتن شرایط تجربی بهینه را برای مقایسه قوی فراهم ساخته است. همچنین راهی برای استفاده از این تکنیک در کریستال های غیر پیزوالکتریک یافتیم. به دلیل این توسعه ها، امروزی بصری سازی برهم کنش موج های صوتی سطح طول موج کوتاه (کمتر از 6 J.Im) با دیسلوکیشن های انحصاری در انواع گسترده ی کریستال ها امکان پذیر است. تصاویر اشعه ایکسی که از کریستال های LiNb03 القا شده توسط موج های صوتی سطحی گرفته شدند، اعوجاج عمده ی سطوح جلویی موج صوتی را در مجاورت خطوط دیسلوکیشن نشان دادند. نشان دادیم که این اعوجاج ها با میدان تغییر شکل دینامیکی رشته دیسلوکیشن در حال نوسان در ارتباط می باشند. مدل تئوری توسعه یافته این امکان را به ما داد تا میدان دیسلوکیشن دینامیکی کلی را شبیه سازی کنیم که ترکیبی از میدان های دیسلوکیشن موج های صوتی سطحی و دیسلوکیشن هایی در حال نوسان است. با مقایسه تصاویر تجربی و شبیه سازی شده، دامنه ها و سرعت های دیسلوکیشن های در حال نوسان انحصاری برای اولین بار تعیین شدند. پی برده شد که دیسلوکیشن ها می توانند به سرعت های تقریبا نسبیتی (نزدیک به سرعت موج های توده برش) تحت کشش های ظریف تولید شده توسط موج های صوتی دست یابند که به دلیل ویسکوزیته ی خیلی پایین حرکت دیسلوکیشن در LiNb03 است که حداقل 2 درجه کمتر از هر مقدار اندازه گیری شده تاکنون در تمام مواد قبلا بررسی شده است. تصویربرداری اشعه ایکس استروبوسکوپى در محدوده فرکانس GHz، بطور قابل توجهی توانایی بررسی برهم کنش های دیسلوکیشن را با فونون های موجود در کریستال های مجزا بسط می دهد که شامل سرامیک شکننده ای است که فراتر از قلمروی تکنیک های تجربی است. این فصل تمام اطلاعات مورد نیاز برای آشنایی کامل خواننده را با موضوع دربرگرفته است. بخش 2، پیشینه ی مربوطه ی نظریه ی دیسلوکیشن ها (با تمرکز روی دینامیک آنها) را ارائه می کند و متشکل از مرور روش های تجربی و مدل های تئوری برای مطالعه برهم کنش آنها با فونون ها است. در بخش 3، اصول تصویربرداری اشعه ایکس استروبوسکوپى موج های صوتی بیان می شوند و تکنیک تجربی با جزئیات ارائه می شود. بخش 4 به کاربرد این روش برای مطالعه ی برهم کنش موج های صوتی با دیسلوکیشن های انحصاری در کریستال های سرامیکی شکننده مانند LiNb03 اختصاص یافته است.

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

تعداد صفحات انگلیسی:37 صفحه

تعداد صفحات فـارسـی:18 صفحه