Физика фононов. Карпов С.В. - 103 стр.

UptoLike

Составители: 

ZnSe
209.7 8.1 5.75 250.1 253.3
AlAs
318 11.5 10.1 340 345
GaAs
297 12.5 9.9 332 373
GaSb
230 15 14 235 240.8
GaP
366 10.2 8.5 404 404.3
Соотношение LST справедливо для k0, ибо в выводе предполагалось наличие однородности поляризации кристалла на
протяжении многих элементарных ячеек, чтобы воспользоваться макроскопическим описанием. При больших
k эти выводы не
справедливы, но продольное длинноволновое кулоновское поле должно сказываться на поведении ветвей и внутри зоны Бриллюэна.
В частности, теоретические соображения показывают, что даже в почти гомополярных кристаллах ветви LO и TO, вырожденные для
k=0, могут расщепляться при k
→π
/a. Важную роль в величине расщепления играет эффективный заряд иона Z (собственный плюс
индуцированный). Величина
ε
о
ε
связана с величиной этого заряда Z формулой Сцигетти
2
22
9
)2(4
TO
o
o
VM
Z
ω
επ
εε
+
=
где Vобъем элементарной ячейки, а Mее приведенная масса. Чем больше ионность
соединения, тем больше величина эффективного заряда Z. Например, для
полупроводникового кристалла ZnS эффективный заряд равен Z=(0.32±0.16)e от заряда
электрона, что указывает на частично ионный, частично ковалентный характер связи в
нем.
Рис.43. Зависимость поведения продольных LO и поперечных TO ветвей в зоне Бриллюэна от
величины e
эфф
эффективного заряда на атомах двухатомного кристалла: 1 - e
эфф
=0; 2 - e
эфф
<0.7e; 3 -
e
эфф
~0.7e; 4 - e
эфф
>0.7e.
Поведение оптических ветвей в зоне Бриллюэна в зависимости от эффективного
заряда схематически показано на рис.43. При увеличении степени ионности
двухкомпонентного соединения увеличивается величина LO-TO расщепления в центре
зоны Бриллюэна. При этом увеличивается величина расщепления частот между
акустическими и оптическими ветвями на границе зоны Бриллюэна, поскольку
увеличение степени ионности должно сопровождаться
возрастанием разницы масс