Пространственная симметрия и оптические свойства твердых тел. Том 2 - Бирман Дж.
Скачать (прямая ссылка):
ТО (Г)
Qi + Q2 233
Z3 + Z \ 236,5
LA + ТА (Д) 250
IT, + W* 253
ТА + ТО (L) 258
w? + 289
Qi + Q2 289
Qi + Qi 293
света. Для описания таких экспериментов удобно использовать обозначения
i (jk) /; (28.5)
здесь принимается, что волна распространяется в направлении г, ее электрическое поле поляризовано параллельно /; рассеянная волна распространяется в направлении I с электрическим полем, поляризованным параллельно k. Как указывалось в связи с формулой (5.37), для определения вкладов в рассеяние каждого из активных представлений достаточно трех измерений1).
•) Клейнман [125] привел некоторые примеры расчетов деполяризации комбинационного рассеяния. Его результаты основываются на коэффициентах приведения, полученных методами, эквивалентными методу частичных линейных векторных пространств. Но в некоторых случаях выводы Клейнмана расходятся с результатами, получаемыми с использованием полного базиса (метод полной группы). По-видимому, Клейнман не проверил полноту используемого им базиса, так что его работа ошибочна. Напомним о необходимой осторожности, обсуждавшейся в связи с уравнением (11.51},
Фиг. 30. Температурная зависимость спектра комбинационного рассеяния второго порядка в алмазе в интервале 2050—2770 см-1. а — поляризация Z' (Y'X'j У', температура: кривая А — 300 К, В — 77,6,
С — 17,5 К, б — поляризация Z' (X'Z') Y’, температура: А — 300 К, В — 84,4 К, С — 20,2 К; в — поляризация Y' (Z'Z') Х\ температура: А — 300 К, В — 83,2 К, С — 23,3 К. Рассеяние возбуждалось линией -1880 А аргонового лазера, см.
также табл 406
222
Глава 3
На фиг. 10а приведен спектр рассеяния Z'(X'X')Y'. Из (5.37) следует, что этот спектр представляет собой суперпозицию трех вкладов Г(1+) ® Г(12+) ® Г(25+). На фиг. 30 приведены спектры Z'(Y'X')Y', Z'(X'Z')Y' и Y'(Z'Z')X', в которых проявляются соответственно представления Г(12+), Г(25+) и Г(|+)® Г(12+) [101].
Результаты анализа основных особенностей этих поляризованных спектров представлены выше, в табл. 40; см. также замечания, сделанные в § 24 при обсуждении спектров алмаза относительно смысла согласия теории и эксперимента.
Мы закончим обсуждение этого вопроса замечанием об особенности 14 на спектрах, представленных на фиг. 10а и 30. Напомним, что в § 5, г уже отмечалось, что для объяснения острого пика на частоте, превышающей удвоенную максимальную частоту фононов в алмазе, была предложена концепция «двухфононного связанного состояния». Удвоенная максимальная частота 2©(0) = 2664 см-1, а обсуждаемый максимум расположен при 2667 см-1, что ясно видно на фиг. 10а и 30. Из поляризационных измерений следует, что эта особенность имеет симметрию Г(1+). Требуется дальнейшая работа, чтобы решить, справедлива ли гипотеза о двухфононном связанном состоянии.
В недавних работах по комбинационному рассеянию в кремнии [101, 103] и германии [106], обсуждавшихся в § 24, подобных острых пиков выше границы двухфононных процессов 2©(О) обнаружено не было. Правда, в случае германия имеются некоторые до сих пор не объясненные аномалии вблизи 2со(0), свидетельствующие, возможно, об отклонении от двухфононной функции распределения частот. Учитывая отличия алмаза от кремния и германия, следует ожидать, что окончательная интерпретация двухфононных спектров потребует еще ряда дополни* тельных исследований.
ГЛАВА 4
Некоторые аспекты оптических свойств кристаллов с нарушенной симметрией: точечные дефекты и внешние напряжения
§ 29. Введение
Мы закончим эту книгу кратким обсуждением эффектов нарушения симметрии — проблемы, интерес к которой постоянно растет. До сих пор мы изучали максимальную симметрию кристалла, т. е. кристаллическую пространственно-временную группу содержащую в качестве подгруппы пространственную группу ©, и следствия этой симметрии для динамики решетки и связанных с ней оптических свойств. Нарушение симметрии может происходить разными способами. Например, в кристалл могут быть введены примеси или другие дефекты различной степени сложности, к кристаллу могут быть приложены внешние обобщенные напряжения. Полная система обладает теперь более низкой симметрией. В благоприятных случаях симметрия такой системы остается достаточно высокой, чтобы анализировать интересные эффекты, обусловленные симметрией. Группой симметрии составной или примесной системы является некоторая нетривиальная подгруппа <SS или ©s группы $ или @. Принципиальная схема анализа в таких случаях заключается в установлении соотношений между свойствами, которые ранее классифицировались по группе $ или @ идеального кристалла, и теми же свойствами, но классифицируемыми теперь по группе 'Зs или @s.
Анализ систем с нарушенной симметрией по крайней мере столь же сложен, как проведенное выше изучение максимальной пространственно-временной симметрии. В частности, при этом необходимо рассмотреть каждый аспект теории групп, динамики решетки и оптических свойств неидеальных кристаллов и, если возможно, установить взаимосвязь с теми же аспектами теории идеального кристалла; таким путем можно установить, что в благоприятных условиях (например, при наличии изолированных точечных дефектов или при однородном напряжении) неидеальный кристалл отображает свойства идеального. Однако такой подробный анализ выходит за рамки данной книги.
