Propagation et atténuation du son dans la silice

Résumé

Résumé : Nous étudions la propagation et l'atténuation du son dans la silice avec deux techniques expérimentales complémentaires, la diffusion Brillouin de la lumière et l'acoustique picoseconde. L'analyse de nouvelles données Brillouin précises obtenues dans une large gamme de températures (4-1300 K), complétées avec les données de la littérature sur un large intervalle de fréquences, montre que le frottement interne résulte de deux principaux mécanismes : l'interaction du son avec les défauts relaxants et avec les modes du bain thermique (anharmonicité). La spectroscopie Brillouin à haute pression (0-6 GPa) révèle l'existence d'une modification structurale à environ 2 GPa à température ambiante. L'atténuation du son est observée pour la première fois autour de 250 GHz avec une nouvelle technique acoustique picoseconde. Ce résultat démontre que l'atténuation du son est encore dominée par l'anharmonicité à l'échelle des longueurs d'onde mésoscopiques. La
relation avec un régime de forte atténuation au THz est discutée.

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Abstract : We study the propagation and attenuation of sound waves in silica using two complementary experimental techniques, Brillouin light scattering and picosecond acoustics. Analysis of new accurate Brillouin data obtained in a large temperature range (4-1300 K), supplemented with literature data on a broad frequency range, shows that internal friction results from two main mechanisms: the interaction of sound with relaxing defects and with modes of the thermal bath (anharmonicity). Brillouin spectroscopy at high pressure (0-6 GPa) reveals a structural modification around 2 GPa in silica at room temperature. High frequency sound is observed for the first time around 250 GHz in silica with a new picosecond acoustic technique. These data demonstrate that sound attenuation is still dominated by anharmonicity at these mesoscopic wavelengths. The relation to a strong scattering regime of attenuation at THz frequencies is discussed.