III. Данные
Каждый нормальный режим наблюдается при прохождении управляющего тока через резонансную частоту и записи ЭДС индукции. Качественные факторыи резонансные частоты получаются путем подбора модели схемы устройства к резонансной кривой, которая близка к лоренцевой для режимов низкой частоты(уравнение 4),как показано на рисунке 5. Для измерений, описанных в этой статье, резонаторы работают в линейном режиме,при котором движение (или ЭДС) прямопропорциональна движущемуся полю.
На рис. 6 мы показываем измеренную диссипации Q - 1 в
первых трех режимах между 6 и 90 К для типичных GaAs –резонаторов в режимах изгиба и кручения. Тенденции, наблюдаемые в температурной зависимости наблюдаются во всех других примерах, которые будут обсуждаться в ближайшее время. Во-первых, диссипация в режимах показывает гистерезис; кривые температурной зависимости незначительно отличаются на верхних и нижних участках, хотя общие тенденции те же.Максимальная разница между двумя участками температуры оказывается порядка 10%. Все остальные особенности участков равны. Во-вторых, мы наблюдаем пик в районе 30 К в режиме А и В. Пик отсутствовал в режиме низкой диссипации С. Высокая температурная часть данных (выше 40 К) описывается степенной закономерностью температуры со степенью 1 или выше. Из-за небольшого диапазона рабочих температур трудно назначить соответствующую степень. Низкотемпературная часть данных, однако, показывает, слабоизменяемость температурной зависимости. Соответствующая степенной функции , она описывается Q - 1 T - 1 / 4.Сплошная линия на рис. 7 соответствует T - 1 / 4 для данных в режиме C. В режимах А и В также наблюдается слабый фон температурной зависимости.
Для лучшего понимания наблюдаемых тенденций в этом образце, мы изучили набор из шести резонаторов GaAs изготовленых из той же пластины. Рисунок 7 показывает температурную зависимость диссипации в четырех режимах одного из образцов, представленного набором из шести. Пик в районе 30 К и слабая температурная зависимость при более низких температурах наблюдались во всех образцах.Соответствующий сдвиг резонансной частоты 6 f/ f, показан на рис.8. Все образцы показывают появление резонансной частоты при температуре ниже 20 К. Данных на рис. 7 и 8 взяты при магнитном поле поле 8 Тл. Температурная зависимость, измеряемая в различных магнитных полях оказываются одинаковой, хотя при фиксированной температуре Q - 1 квадратично зависит от магнитного поля.Общая тенденция в температуре, как представляется, не зависит от магнитного поля (рис. 9 и 10).
Кроме того, мы также приводим данные для двух прутков кремния и одного прутка арсенида галия с резонансными частотами 12,4 МГц, 4,7МГц и 13 МГц для сравнения.Температурная зависимость ,показанная на рис. 11,отображает ту же тенденцию, наблюдаемую в наших образцах арсенида галлия. Ниже 10 К диссипация Q - 1 насыщается во всех трех образцах. Отношение Δf / f для этих образцов, показанных на рис. 11, показывает насыщение резонансной частотой ниже 20 К, что совпадает с данными для образцов арсенида галлия.
Мы обнаружили , что оба параметра Q - 1 и ϭ f / f являются гистерезисными при термоциклировании. Мы измерили температурную зависимость Q - 1 и ϭ f / f при возрастании (за счет увеличения температуры, начиная с самой низкой температуре) и убывании.Значения Q - 1 и ϭ f / f ,полученые путем возрастания и убывания, во время исходного термоциклирования разные. Фигура 12 отображает разницу в диссипации и сдвиг между повышением и понижением для прутка кремния на 12 МГц. Пик наблюдается при температуре около 40 К в различной диссипации, в данных диссипации также есть небольшой пик при 40 .Максимальное наблюдаемое изменение -порядка 10%. Важно отметить, что наблюдаемый гистерезис возникает не из-за возможной задержки между температурой резонатора и термометра.