Експериментальна установка для дослідження електронних властивостей провідників

Abstract

УЗ хвиля в кристалі, який проводить, взаємодіє з квазічастками, що призводить до її затухання і зміни швидкості звуку. Вимірювання декременту затухання і швидкості розповсюдження ВЧ пружних коливань в широкому діапазоні частот при різних поляризація хвиль дає змогу отримати інформацію про взаємодію елементарних збуджень квазичасток в твердотільній плазмі з монохроматичними фононами (тепловими коливаннями). Пропонується експериментальна установка для дослідження електронних і електромагнітних властивостей провідникових матеріалах методами ультразвукової спектроскопії. Особливістю установки є запропонований спосіб генерування ультракоротких ультразвукових імпульсів, що суттєво підвищує роздільну здатність та чутливість експериментальних досліджень шляхом виключення так званих «мертвих зон». Вона являє собою автоматично балансуючу мостову схему, в одно з пліч якої ввімкнена акустична лінія затримки з датчиками повздовжнього або поперечного звуку, досліджуваний зразок и приймальний датчик ультразвуку. Амплітуда, фаза та швидкість проходження сигналу через зразок, вимірюється шляхом порівняння з амплітудою і фазою опорного сигналу опорного каналу порівняння, який сформований в другому плечі мостової схеми. Установка дає змогу досліджувати електрофізичні характеристики провідникових матеріалів в широкому діапазоні частот ультразвуку, температур і магнітних полів в автоматичному режимові, застосовуючи сучасні комп’ютерні технології отримання та обробки інформації.An ultrasound wave in a conducting crystal interacts with a quasiparticle, which leads to its attenuation and a change in the speed of sound. Measurements of the attenuation decrement and the propagation velocity of HF elastic vibrations in a wide frequency range at different wave polarizations provide information on the interaction of elementary excitations of quasiparticles in a solid-state plasma with monochromatic phonons (thermal vibrations). An experimental setup is proposed for studying the electronic and electromagnetic properties of conductive materials by ultrasonic spectroscopy. A feature of the setup is the proposed method for generating ultrashort ultrasonic pulses, which significantly increases the resolution and sensitivity of experimental studies by eliminating the so-called "dead zones". It is an automatically balancing bridge circuit, one of the arms of which includes an acoustic delay line with longitudinal or transverse sound sensors, a test sample and an ultrasound receiving sensor. The amplitude, phase and speed of the signal passing through the sample is measured by comparing with the amplitude and phase of the reference signal of the reference comparison channel, which is formed in the second arm of the bridge circuit. The setup allows you to study the electrophysical characteristics of conductive materials in a wide range of ultrasound frequencies, temperatures and magnetic fields in automatic mode, using modern computer technology for obtaining and processing information.