Физика фононов. Карпов С.В. - 68 стр.

UptoLike

Составители: 

Рис.29.Трансформация ветвей в зоне при изменении периода решетки. а) Ветвь
одноатомной цепочки с периодом a и одним атомом массы m в элементарной ячейке
(сплошная кривая) переходит в две ветви типа А (акустическая) и О (оптическая) в
случае неконгруэнтности (отсутствия трансляционной инвариантности) атомов (m
1
m
2
).
Поскольку элементарная ячейка в этом случае должна имеет удвоенный размер a=2a,
частоты обоих ветвей на границе зоны почти равны
ω
=
√β
/m
1
ω
=
√β
/m
2
. В этом случае
говорят, что зона Бриллюэна складывается в направлении
k
α
. Трехмерный аналог этого
случаякристаллы C, Si, Ge, в решетке которых 2 атома в элементарной ячейке, и в
которых в направлении (100) LA и LO ветви вырождены в точке X зоны Бриллюэна
(см. рис.41). б) Складывание зоны Бриллюэна в случае двухатомной линейной цепочки.
Появление сверхструктуры с периодами a=2a, a′′=4a и т.д. приводит к последующему
уменьшению зоны Бриллээна и увеличению числа частот в центре зоны с
k=0. в)
мягкие моды в линейной двухатомной цепочке: 1– равновесная конфигурация цепочки с
постоянной a и массами m
1
и
m
2
; 2 – оптическое колебание в этой цепочке с k=0. При
«замораживании» смещений число частиц в ячейке не изменяется; 3 и 4 – оптическое и
акустическое колебания двухатомной цепочки с волновым вектором k=
π
/a, т.е. на
границе зоны Бриллюэна. При «замораживании» этих колебаний (т.е. смещений) число