Диссертация (1104876), страница 3
Текст из файла (страница 3)
íàäåëåí êàê ýëåêòðè÷åñêèì äèïîëüíûì ìîìåíòîì d0 ' 0.158 Ä [9], [10], à çíà÷èò, ñïîñîáåí ê ïîëÿðèçàöèè ïî äèïîëþ, òàê è ñïèíîâûì ìàãíèòíûì ìîìåíòîì, à çíà÷èò, ñïîñîáåí îáðàçîâûâàòüïàðàìàãíèòíûé ãàç è ñóùåñòâåííî ðåàãèðîâàòü íà âíåøíèå ìàãíèòíûå ïîëÿ. Áëàãîäàðÿ áëåñòÿùåé ïðîíèêàþùåé ñïîñîáíîñòè ÷åðåç ìåìáðàíó êëåòîê,îêñèä àçîòà îêàçûâàåò âëèÿíèå íà âíóòðèêëåòî÷íûå ìåõàíèçìû â áèîëîãè÷åñêèõ òêàíÿõ, áåç êîíòàêòà ñ ðåöåïòîðàìè [11], [12], ÿâëÿåòñÿ ýíäîãåííûìðåãóëÿòîðîì ìåòàáîëè÷åñêèõ è ôèçèîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ.
 áèîëîãè÷åñêèõ ñòðóêòóðàõ îêñèä àçîòà ìîæåò áûòü îáíàðóæåí ìåòîäîì ýëåêòðîííîãîïàðàìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà [13]. Îïðåäåëåíèå óðîâíåé Ëàíäàó îêñèäà àçîòàNO áûëî ïðîäåìîíñòðèðîâàíî â ðàáîòå [14].Îñîáîå âíèìàíèå ñëåäóåò óäåëèòü íåöåíòðîñèììåòðè÷íûì òâ¼ðäûìäèýëåêòðèêàì, ê êîòîðûì, â ïåðâóþ î÷åðåäü, îòíîñÿòñÿ ñåãíåòîýëåêòðèêè,ïèðîýëåêòðèêè è ïüåçîýëåêòðèêè. Ñåãíåòîýëåêòðèêàì ïðèñóùå òðè îñíîâíûõ ñâîéñòâà: íàëè÷èå áîëüøîé äèýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè â îïðåäåë¼ííîì èíòåðâàëå òåìïåðàòóð, å¼ çàâèñèìîñòü îò íàïðÿæ¼ííîñòè ïðèëîæåííîãî ïîëÿ, à òàê æå íàëè÷èå îñòàòî÷íîé ïîëÿðèçàöèè [15], [16].Ñåãíåòîýëåêòðè÷åñêèå ýôôåêòû ìîãóò âîçíèêàòü è â æèäêèõ êðèñòàëëàõ, ïîä êîòîðûìè ïîäðàçóìåâàþò âñå ìåçîôàçû ìåæäó èçîòðîïíûìè æèäêîñòÿìè è òâ¼ðäûìè òåëàìè [17] - [19].
Æèäêèå êðèñòàëëû, â ðåçóëüòàòåíàëè÷èÿ â íèõ öåíòðà èíâåðñèè, íå îáëàäàþò ñïîíòàííîé ýëåêòðè÷åñêîé ïî-17ëÿðèçàöèåé. Íî ãðàíè÷àùèå ñ òâ¼ðäûìè òåëàìè æèäêèå êðèñòàëëû ìîãóòîáëàäàòü íàâåäåííîé â ïðèïîâåðõíîñòíîì ñëîå, îòëè÷íîé îò íóëÿ, ïîëÿðèçàöèåé [19]. Ñâîéñòâà äèíàìèêè ýëåêòðè÷åñêîé ïîëÿðèçàöèè â íåìàòè÷åñêèõæèäêèõ êðèñòàëëàõ áûëî èçó÷åíû â ðàáîòå [20].
Îáùåå ôåíîìåíîëîãè÷åñêîåîïèñàíèå ôëåêñîýëåêòðè÷åñêîãî ýôôåêòà â ñìåêòè÷åñêèõ æèäêèõ êðèñòàëëàõ, íà îñíîâå èññëåäîâàíèÿ äèïîëü-êâàäðóïîëüíûõ è äèïîëü-äèïîëüíûõâçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó ìîëåêóëàìè â ñîñåäíèõ ñìåêòè÷åñêèõ ñëîÿõ, áûëî ïðåäëîæåíî â ñòàòüå [21]. Ôåíîìåíîëîãè÷åñêîå îïèñàíèå óïîðÿäî÷åíèÿìîëåêóëÿðíûõ äèïîëåé íà ïîâåðõíîñòè íåìàòè÷åñêîãî æèäêîãî êðèñòàëëà,â ðåçóëüòàòå ñèëüíûõ äèïîëü-êâàäðóïîëüíûõ âçàèìîäåéñòâèé, òàêæå áûëîïðåäëîæåíî â ðàáîòå [22].Êðèñòàëëû, â êîòîðûõ ïîëÿðèçàöèÿ âîçíèêàåò êàê ðåçóëüòàò ìåõàíè÷åñêèõ äåôîðìàöèé, ïîëó÷èëè íàçâàíèå - ïüåçîýëåêòðèêè [23] - [25].
 ðàáîòå [26] áûë ïðîäåìîíñòðèðîâàí àíàëèç ëèíåéíîãî îòêëèêà ýëåêòðè÷åñêîéïîëÿðèçàöèè èîííûõ êðèñòàëëîâ íà îäíîðîäíîå èçìåíåíèå òåìïåðàòóðû,åå ãðàäèåíò (òåðìîïîëÿðèçàöèîííûé ýôôåêò), ìàêðîñêîïè÷åñêóþ äåôîðìàöèþ è ãðàäèåíò ìàêðîñêîïè÷åñêóþ äåôîðìàöèþ (ôëåêñîýëåêòðè÷åñêèé ýôôåêò).  ðàáîòå [27], äëÿ îïðåäåëåíèÿ ëîêàëüíîé ïîëÿðèçàöèè â õèðàëüíûõñìåêòè÷åñêèõ æèäêèõ êðèñòàëëàõ, áûë ïðåäëîæåí ìåòîä îäíîâðåìåííîãîèçìåðåíèÿ ýëåêòðè÷åñêîé ïðîíèöàåìîñòè è ãëóáèíû ýëåêòðî-îïòè÷åñêîé ìîäóëÿöèè, èñïîëüçóÿ ñëàáûå è ñèëüíûå ýëåêòðè÷åñêèå ïîëÿ. Áûëî ïîêàçàíî,÷òî ôëåêñîýëåêòðè÷åñêàÿ è ïüåçîýëåêòðè÷åñêàÿ ïîëÿðèçàöèè èìåþò îäèí èòîò æå ïîðÿäîê.
Òåîðèÿ ïîëÿðèçàöèè ïüåçîýëåêòðèêîâ áûëà ðàçâèòà â ðàáîòàõ [28], [29]. Ïðèìåíåíèå òåîðèè ôóíêöèîíàëà ïëîòíîñòè äëÿ èçó÷åíèÿñâîéñòâ ïüåçîýëåêòðèêîâ áûëî ïðîäåìîíñòðèðîâàíî â ðàáîòå [30]. Íåñìîòðÿíà ñâîþ äàâíþþ èñòîðèþ èçó÷åíèÿ, ïüåçîýëåêòðè÷åñòâî äî ñèõ ïîð ÿâëÿåòñÿîáúåêòîâ òåîðåòè÷åñêèõ è ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé [31], [32], [33].Ìåòîä, ðàçáèâàåìûé â äàííîé ðàáîòå ïîçâîëÿåò èññëåäîâàòü ôèçè÷åñêèåïðîöåññû â äèýëåêòðèêàõ, â òîì ÷èñëå è â ïüåçîýëåêòðèêàõ.18Âîçäåéñòâèå íà äèýëåêòðèê âíåøíèõ ýëåêòðè÷åñêèõ ïîëåé ïðèâîäèòê ýëåêòðè÷åñêèì, ìåõàíè÷åñêèì è òåïëîâûì îáðàòèìûì èëè íåîáðàòèìûìïðîöåññàì.
Ïîëÿðèçàöèÿ ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå âàæíûì ñâîéñòâîì äèýëåêòðèêîâ, ñâÿçàííàÿ ñ ïîâîðîòîì ýëåêòðè÷åñêèõ äèïîëåé ñðåäû èëè ñ îãðàíè÷åííûì (íà íåáîëüøîå ðàññòîÿíèå) ñìåùåíèåì ñâÿçàííûõ çàðÿäîâ, îíà òåìâûøå, ÷åì áîëüøå íàïðÿæ¼ííîñòü ïðèëîæåííîãî ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ [34].Ïåðâîå ÿâëåíèå ïðèñóùå ïîëÿðíûì äèýëåêòðèêàì, â êîòîðûõ êàæäàÿ ìîëåêóëà îáëàäàåò ñîáñòâåííûì äèïîëüíûì ìîìåíòîì äàæå â îòñóòñòâèè ïîëÿ,íî áëàãîäàðÿ òåïëîâûì ôëóêòóàöèÿì ñóììàðíàÿ ïîëÿðèçàöèÿ òàêîé ñðåäû ðàâíà íóëþ.
Âî âíåøíåì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå íà êàæäûé äèïîëü áóäåòäåéñòâîâàòü ñèëà, ñòðåìÿùàÿñÿ ðàñïîëîæèòü äèïîëüíûå ìîìåíòû â íàïðàâëåíèè ïðèëîæåííîãî ïîëÿ, ñîçäàâàÿ óïîðÿäî÷åíèå òåì áîëüøå, ÷åì âûøåíàïðÿæ¼ííîñòü ïîëÿ è íèæå òåìïåðàòóðà ñðåäû.Äâóìåðíûé ýëåêòðîííûé ãàç ïðåäñòàâëÿåò áîëüøîé èíòåðåñ, íàõîäÿñüâ ôîêóñå îñîáîãî âíèìàíèÿ òåîðåòèêîâ è ýêñïåðèìåíòàòîðîâ íà ïðîòÿæåíèè äîëãîãî âðåìåíè [35] - [38]. Èîíû è äûðêè, â îòëè÷èå îò ýëåêòðîíîâ,ìîãóò ïîëÿðèçîâàòüñÿ âî âíåøíèõ ýëåêòðè÷åñêèõ ïîëÿõ, èëè, èõ æ¼ñòêèåäèïîëè ìîãóò âûñòðàèâàòüñÿ â íàïðàâëåíèè ïðèëîæåííîãî ïîëÿ.
Îñîáûéèíòåðåñ ïðåäñòàâëÿþò âêëàäû âîçìóùåíèÿ ïîëÿðèçàöèè â äèñïåðñèþ âîëí,ñïîñîáíûõ âîçíèêàòü ïîä äåéñòâèåì âíåøíèõ âîçìóùåíèé â ïîäîáíûõ ôèçè÷åñêèõ ñèñòåìàõ. Äèñïåðñèîííûå õàðàêòåðèñòèêè äâóìåðíîãî ýëåêòðîííîãîãàçà áûëè èññëåäîâàíû â ðàáîòàõ [39] - [41]. Àâòîðàìè ðàáîòû [41] áûëè èçó÷åíû âîëíû âîçìóùåíèÿ çàðÿäîâîé è ñïèíîâîé ïëîòíîñòè â 2D ýëåêòðîííîì ãàçå âî âíåøíåì, ïåðïåíäèêóëÿðíîì ïëîñêîñòè ãàçà, ìàãíèòíîì ïîëå, ñó÷¼òîì ñïèí-îðáèòàëüíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ. Âêëàä â çàðÿäîâóþ è ñïèíîâóþäèôôóçèþ ñïèí-îðáèòàëüíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ áûë òåîðåòè÷åñêè èçó÷åí âðàáîòàõ [42], [43].Èññëåäîâàíèå äèýëåêòðè÷åñêèõ ñâîéñòâ âåùåñòâ òðåáóåò ðàçðàáîòêèáîëåå ÷¼òêîãî, ïî ñðàâíåíèþ ñ îáùåïðèíÿòûì, òåîðåòè÷åñêîãî ïîäõîäà, ðàç-19âèâàåìîãî â äàííîé ðàáîòå è ó÷èòûâàþùåãî íå òîëüêî âíåøíèå âîçäåéñòâèÿ,íî è âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó äèïîëÿìè, à òàê æå ìåæäó äèïîëÿìè è çàðÿäàìè ñðåäû.
Ñîâðåìåííûå òåîðåòè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ñèñòåì ìíîãèõ ÷àñòèöñ äèïîëü-äèïîëüíûì âçàèìîäåéñòâèåì ïðåòåðïåâàþò çíà÷èòåëüíûé ïîäú¼ì [44] - [48]. Íà ýòî, â ïåðâóþ î÷åðåäü, óêàçûâàþò íåäàâíèå ýêñïåðèìåíòûïî ñîçäàíèþ è óïðàâëåíèþ óëüòðàõîëîäíûìè ãàçàìè ïîëÿðíûõ ìîëåêóë ñýëåêòðè÷åñêèìè äèïîëüíûìè ìîìåíòàìè [49], [50].  êîíòåêñòå äàííîé ðàáîòû áîëüøîé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿþò êîëëåêòèâíûå ìîäû â 2D ìíîãîñëîéíûõñòðóêòóðàõ.
Ñóùåñòâîâàíèå íåçàòóõàþùèõ àêóñòè÷åñêèõ ïëàçìîíîâ â òàêèõôèçè÷åñêèõ ñèñòåìàõ áûëî ïðåäñêàçàíî â ñòàòüå [51]. Àâòîðû ðàáîòû [44],ðóêîâîäñòâóÿñü ïîñëåäíèìè ýêñïåðèìåíòàëüíûìè äîñòèæåíèÿìè â ñîçäàíèèïîëÿðíûõ ìîëåêóëÿðíûõ ãàçîâ â ëàáîðàòîðèè, ïðîâåëè òåîðåòè÷åñêîå èññëåäîâàíèå ýôôåêòîâ â äâóìåðíûõ (2D) äèïîëüíûõ ñèñòåìàõ ñ àíèçîòðîïíûìè 1/r3 äèïîëü-äèïîëüíûì âçàèìîäåéñòâèåì.  ðàáîòå áûëè ðàññ÷èòàíû êîëëåêòèâíûå ìîäû â 2D äèïîëüíûõ ñðåäàõ, à òàêæå ðàññìîòðåíû ïðîñòðàíñòâåííî ðàçäåëåííûå äâóõñëîéíûå è ìíîãîñëîéíûå ñâåðõðåøåòêè äèïîëüíûõ ñèñòåì, â ðåçóëüòàòå ÷åãî áûëè ïîëó÷åíû õàðàêòåðíûå ÷åðòû êîëëåêòèâíûõ ìîä â êâàíòîâûõ äèïîëüíûõ ãàçàõ.
Òîé æå ãðóïïîé àâòîðîâ [52],îïèðàÿñü íà ýêñïåðèìåíòû ïî ñîçäàíèþ óëüòðàõîëîäíûõ ïîëÿðíûõ ìîëåêóëÿðíûõ ãàçîâ [53] - [57], áûëî ïðåäñêàçàíî ñóùåñòâîâàíèå ýêñïåðèìåíòàëüíîíàáëþäàåìûõ ñîñòîÿíèé ñ íàðóøåííîé ñèììåòðèåé è âîçíèêíîâåíèå ñïîíòàííûõ ïðîñëîåê superf luidity â áèñëîå õîëîäíûõ ïîëÿðíûõ ìîëåêóë. Òåîðèÿ àíèçîòðîïíûõ ôåðìè-æèäêîñòåé óëüòðà-õîëîäíûõ ôåðìèîííûõ ïîëÿðíûõ ìîëåêóë è êîëëåêòèâíûå çâóêîâûå ìîäû, ðàñïðîñòðàíÿþùèåñÿ â ïîäîáíûõ ñðåäàõ, áûëè èçó÷åíû â ñòàòüå [58]. Èç óðàâíåíèÿ Áîëüöìàíà íåäàâíîáûëè ïîëó÷åíû êîëëåêòèâíûå ìîäû â 3D ñèñòåìàõ ïîëÿðíûõ ÷àñòèö [59].Ñóùåñòâóåò áîëüøîå êîëè÷åñòâî ðàáîò, â êîòîðûõ óäåëÿåòñÿ îñíîâíîåâíèìàíèå âëèÿíèþ ýëåêòðè÷åñêîãî äèïîëüíîãî ìîìåíòà íà ôèçè÷åñêèå ïðîöåññû, ïðîèñõîäÿùèå â Áîçå êîíäåíñàòå [60] - [65]. Íàïðèìåð, â ðàáîòå [60]20áûë ðàññìîòðåí îõëàæä¼ííûé êâàçè-äâóìåðíûé àòîìíûé è ìîëåêóëÿðíûéÁîçå-Ýéíøòåéíîâñêèé êîíäåíñàò, â êîòîðîì äèïîëü-äèïîëüíûå âçàèìîäåéñòâèÿ ÿâëÿþòñÿ ïðåâàëèðóþùèìè.
Àâòîðàìè áûë ïîäñ÷èòàí âêëàä ïîëÿðèçàöèè â äèñïåðñèþ ìîä Áîãîëþáîâà è ïîêàçàíî, ÷òî òàêîé äâóìåðíûé 2Dêîíäåíñàò, â îòëè÷èå îò òð¼õìåðíîãî 3D êîíäåíñàòà, ÷üè äèïîëè îðèåíòèðóþòñÿ ïåðïåíäèêóëÿðíî ïëîñêîñòè ñðåäû, ÿâëÿåòñÿ ñòàáèëüíûì, äàæå â ðåæèìå, êîãäà äèïîëü-äèïîëüíîå âçàèìîäåéñòâèå äîìèíèðóåò íàä êîíòàêòíûìâçàèìîäåéñòâèåì. Îñîáûé èíòåðåñ èññëåäîâàíèÿ òàêèõ ñèñòåì ñâÿçàí, ïðåæäå âñåãî, ñ áîëüøîé äèïîëü-äèïîëüíîé äëèíîé ðàññåÿíèÿ, è êàê ñëåäñòâèå,áîëüøîé âåëè÷èíîé è ðàäèóñîì âçàèìîäåéñòâèÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ ìàãíèòíûìäèïîëü-äèïîëüíûì âçàèìîäåéñòâèåì â êîíäåíñàòå. Òåîðåòè÷åñêèå ðàáîòûâ íàïðàâëåíèè èçó÷åíèÿ ïîëÿðèçîâàííîãî êîíäåíñàòà áûëè ïðîäåëàíû, èñïîëüçóÿ óðàâíåíèå Ãðîññà-Ïèòàåâñêîãî [66] - [68].
Âëèÿíèå ïîëÿðèçàöèè íàäèíàìè÷åñêèå ïðîöåññû â Áîçå-êîíäåíñàòå áûëî èññëåäîâàíî â ðàáîòàõ [69]- [73].  ðàáîòå [72] àâòîðàìè, èñïîëüçóÿ ïðèáëèæåíèå Õàðòðè-Ôîêà, áûëàïðåäïðèíÿòà ïîïûòêà ðàññìîòðåíèÿ âîëíîâûõ ïðîöåññîâ â 2D Ôåðìè-ãàçå,íàõîäÿùåìñÿ âî âíåøíåì ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå, îðèåíòèðóþùåì äèïîëüíûåìîìåíòû Ôåðìè-÷àñòèö ïàðàëëåëüíî.Êàê áûëî îòìå÷åíî âûøå, ìîëåêóëà îêñèäà àçîòà NO îáëàäàåò ñîáñòâåííûì äèïîëüíûì ìîìåíòîì. Èíòåðåñ íåñêîëüêèõ èññëåäîâàòåëüñêèõ ãðóïï,â ïîñëåäíèå ãîäû, çàìåòíî âîçðîñ ê èçó÷åíèþ óëüòðà-õîëîäíîé ∼ 5K äîëãîæèâóùåé (> 0.3 ìñ) ñèëüíî-ñâÿçàííîé Ðèäáåðãîâñêîé ïëàçìû, ñîñòîÿùåé èçýëåêòðîíîâ âîäîðîäîïîäîáíûõ àòîìîâ è àòîìîâ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ, ó êîòîðûõ âíåøíèé ýëåêòðîí íàõîäèòñÿ â âûñîêîâîçáóæä¼ííîì ñîñòîÿíèè [74]- [81]. Îñíîâíûìè ñâîéñòâàìè òàêèõ àòîìîâ ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî îíè èìåþòìàêðîñêîïè÷åñêèå ðàçìåðû, ìàêðîñêîïè÷åñêîå âðåìÿ æèçíè è î÷åíü ñëàáóþñâÿçü ýëåêòðîíà â àòîìå.
Ãëàâíûå âîïðîñû, êàñàþùèåñÿ èçó÷åíèÿ óëüòðàõîëîäíîé äîëãîæèâóùåé Ðèäáåðãîâñêîé ïëàçìû, ñâÿçàíû ñ òåì, êàêóþ ðîëüìîãóò èãðàòü â îáðàçîâàíèè òàêîé ïëàçìû èç ãàçà Ðèäáåðãà è äèíàìèêè21âîëíîâûõ ïðîöåññîâ, ðàçëè÷íûå ìîëåêóëÿðíûå õàðàêòåðèñòèêè, òàêèå êàêâðàùàòåëüíàÿ ðåëàêñàöèÿ, äèíàìèêà äèïîëüíûõ ìîìåíòîâ ìîëåêóë, à òàêæå êàòèîí-ýëåêòðîííàÿ ðåêîìáèíàöèÿ.  ïîñëåäíåå âðåìÿ â êà÷åñòâå òàêîéïëàçìû èññëåäóåòñÿ ïëàçìà ýëåêòðîíîâ e− è èîíîâ îêñèäà àçîòà N O+ [82]- [91]. Ýêñïåðèìåíòàëüíî Ðèäáåðãîâñêóþ ïëàçìó ìîæíî ïîëó÷èòü ïóò¼ìäâóõ-ðåçîíàíñíîãî ôîòîâîçáóæäåíèÿ ñâåðõçâóêîâîãî ïó÷êà ìîëåêóë îêñèäà àçîòà N O êîíöåíòðàöèè ∼ 1012 1/sm3 , îõëàæäåííûõ, êàê ïðàâèëî, äîòåìïåðàòóðû ∼ 1K .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
