Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бирман Дж. -> "Пространственная симметрия и оптические свойства твердых тел. Том 2" -> 20

Пространственная симметрия и оптические свойства твердых тел. Том 2 - Бирман Дж.

Бирман Дж. Пространственная симметрия и оптические свойства твердых тел. Том 2 — М.: Мир, 1968. — 351 c.
Скачать (прямая ссылка): prostranstvennayateoriyasemtelt21968.pdf
Предыдущая << 1 .. 14 15 16 17 18 19 < 20 > 21 22 23 24 25 26 .. 114 >> Следующая

(5.33), (5.34).
Подводя итог, можно заключить, что основным следствием существования макроскопического поля является снятие трехкратного вырождения дипольных оптических колебаний в точке k = Г. В случае кубического кристалла это расщепление дает одно продольное невырожденное колебание и два поперечных вырожденных колебания. Поэтому при k = Г оказывается больше независимых колебаний, чем это следует из группового анализа без учета макроскопического поля. Согласно приведенному выше рассмотрению, в спектрах инфракрасного поглощения будет наблюдаться только колебание ТО. Кроме того, зависимость интенсивности рассеянного излучения от поляризации отличается от зависимости в непьезоэлектрическом случае.
Следует заметить, что в принципе возможен и другой способ включения макроскопического поля в общую теорию. При этом нужно рассматривать взаимосвязанные задачи о движении ионов решетки и об электромагнитном поле. Считая, что движение ионов решетки является источником зарядов и токов, входящих в уравнения Максвелла, можно избежать необходимости рассматривать макроскопическое поле как «внешнее». В этом случае колебания ионов и связанное с ними электромагнитное
58
Глава 1
поле описываются единым образом. При таком рассмотрении соответствующая группа симметрии состоит из пространственно-временной кристаллической группы Икрист и пространственно-временной группы симметрии уравнений Максвелла З’макс. Для изучения оптических свойств такой системы следует включить внешнее электромагнитное поле как слабое внешнее воздействие. По-видихмому, такой полной теории пока не существует, хотя, несомненно, эта задача заслуживает того, чтобы ее решить. Можно ожидать, что результаты такой теории, по крайней мере в низшем порядке теории возмущений, будут совпадать с полученными здесь результатами.
г. Поляризационные эффекты и связанные двухфононные состояния. Недавно было высказано предположение, что вследствие «миогочастичного» характера взаимодействия между фононами должно существовать связанное состояние двух взаимодействующих фононов [36, 37]. Физическая основа этого предположения состоит в том, что два фонона с координатами
ствие ангармонической связи третьего и четвертого порядка. Полный гамильтониан записывается в виде
Здесь гармоническая часть представляет собой, как обычно,
Q , а Ф<3> и Ф<4) — ангармонические члены третьей и четвер-
той степени по нормальным координатам, включая, разумеется, и координаты двух колебаний, образующих связанное состояние. Было показано, что при некоторой величине коэффициентов взаимодействия в Ф(3), Ф(4) и некоторой дисперсии невзаимодействующих гармонических частот колебаний co(fc|/), o)(ft'| j') может образоваться двухфононное связанное состояние. Мы не будем углубляться в детали, касающиеся доказательства этого результата, а ограничимся лишь некоторыми замечаниями.
Связанное двухфононное состояние определяется через собственную функцию гамильтониана (5.68), которой соответствует собственное значение
могут взаимодействовать друг с другом вслед-
(5.68)
квадратичную форму переменных
и (К)в > 2со(Г 10),
(5.69)
Взаимодействие излучения с веществом.
59
где со(Г|0) — максимальная частота оптического фонона при k = Г. Обычно множество двухфононных состояний образует континуум состояний в интервале
(возможно, имеются и запрещенные полосы). Поэтому энергия ожидаемого связанного двухфононного состояния должна лежать выше континуума состояний двух фононов. Оказывается, что это — дискретное состояние. В настоящее время для теоретического доказательства существования связанного состояния используются приближенные методы, поэтому теория этого явления имеет лишь предварительный характер.
Собственную функцию связанного двухфононного состояния можно приближенно записать в виде
Полный импульс (волновой вектор), соответствующий этому состоянию, равен К. — k — ft = 0. Функция относительного импульса ф(2Л) взята сферически симметричной, поэтому для случая кристалла кубической группы Oh она преобразуется по представлению (Г1.+). Согласно терминологии теории эффективной массы электронов в твердом теле, это сферически симметричная «модулирующая» функция. Поэтому двухфононное состояние (5.71) преобразуется по приводимому представлению
В случае алмаза оказывается, что главный вклад в связан-
комбинационном рассеянии света. Таким образом, это связанное состояние в кристалле алмаза преобразуется по представлению
х~?)<Г><1+)0 [?><Г) (25+)]р)==?)(Г)(1 + )0?)(Г)(12+)0Д(Г)(25+). (573)
Все компоненты в (5.73) являются разрешенными в комбинационном рассеянии света.
В спектре комбинационного рассеяния света в алмазе была обнаружена узкая линия с поляризацией, соответствующей ?)(г) ('+), на частоте (2666,9 + 0,5) см-1, которая и была приписана ?)(Г) (1+)-компоненте двухфононного связанного состояния, так как частота этой линии превышает частоту предполагаемого максимума двухфононного континуума (2665,0 ± 1,0) см-1, равную удвоенной частоте оптического фонона, активного в комбинационном рассеянии света. Компоненты (5.73) с другой
Предыдущая << 1 .. 14 15 16 17 18 19 < 20 > 21 22 23 24 25 26 .. 114 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed