Физика фононов. Карпов С.В. - 66 стр.

UptoLike

Составители: 

Рис.28. Вид акустических (a) и оптических (б) колебаний двухатомной цепочки для
значений волновых векторов k=0 (1), k=
π
/a (2) и волнового вектора внутри зоны
Бриллюэна k=
π
/7a (3). Колебания с волновым вектором k=
π
/a на границе зоны
Бриллюэна представляют собой стоячие волны. В акустической ветви колеблются
тяжелые атомы, а легкие покоятся; в оптической ветви колеблются легкие атомы, а
тяжелые находятся в покое.
Для цепочки конечных размеров можно использовать циклические граничные
условия БорнаКармана, устанавливающие идентичность атома n и n+N:
U
n
=U
n+N
; exp[i(
ω⋅
t+2nka)]=exp[i(
ω⋅
t+(2n+N)ka)]
exp[iNka]=1; Nka=2
π
p; p=0,1,2...N–1;
π
/a<k=p2
π
/Na<+
π
/a; –N/2<p<+N/2
Таким образом, имеется N различных волновых векторов k, причем каждому
волновому вектору k соответствует два колебания с частотами
ω
ak
и
ω
opt
, так что полное
число типов движений ограничено и равно 2N (Nдля оптической ветви и Nдля
акустической).
Трансформация ветвей в зоне при изменении периода решетки показана на рис.29.