Физика твердого тела. Кристаллическая структура. Фононы. Морозов А.И. - 43 стр.

UptoLike

Составители: 

43
Если учесть, что в атоме (ионе) может быть не один электрон, то
получим окончательное выражение для форм-фактора атома
(иона)
Ψ==
=
α
α
α
α
ρρ
]')'(exp[)'('
2
1
r
r
r
r
kkidVff
Z
, (2.16)
где Zчисло электронов в атоме (ионе).
Таким образом, учет неточечности электронного облака
приводит к домножению на форм-фактор выражения в правой
части формулы (2.12). Условия Вульфа-Брэгга остаются
неизменными.
2.4. Структурный фактор
Рассмотрим случай, когда базис состоит не из одного, а из
нескольких атомов. Пусть центр атома первого сорта в
n-ой
элементарной ячейке имеет координату
n
ρ
r
. Координаты центров
остальных атомов задаются координатами
sn
ρρ
r
r
+
, где
s
ρ
r
в силу
трансляционной инвариантности не зависит от
n (
0
1
=
=s
ρ
r
).
Рассеяние первичной волны происходит на каждом из атомов,
находящихся в ячейке. Поэтому необходимо в (2.12) заменить
n
ρ
r
на
ρ
ρ
ρ
++
r
r
r
sn
и, наряду с интегрированием по
'
ρ
r
и
суммированием по
, провести еще и суммирование по
s
. В
результате, в правой части (2.12) возникнет сомножитель
=
s
ss
kkifS ])'(exp[
ρ
r
r
r
, (2.17)
называемый структурным фактором. Здесь
- форм-фактор
соответствующего атома или иона, суммирование происходит по
всем атомам в базисе.
s
f
Упражнение: рассчитать структурный фактор одноатомной ОЦК
и ГЦК решетки, предполагая (неоправданно), что элементарной
ячейкой является куб, содержащий 2 и 4 атома соответственно.
                                     43

Если учесть, что в атоме (ионе) может быть не один электрон, то
получим окончательное выражение для форм-фактора атома
(иона)

              Z                   r 2          r r r
          f = ∑ fα =∑ ∫ dV ' Ψα ( ρ ' ) exp[i (k − k ' ) ρ ' ] ,   (2.16)
              α =1      α

где Z – число электронов в атоме (ионе).
     Таким образом, учет неточечности электронного облака
приводит к домножению на форм-фактор выражения в правой
части формулы (2.12). Условия Вульфа-Брэгга остаются
неизменными.

                     2.4. Структурный фактор

     Рассмотрим случай, когда базис состоит не из одного, а из
нескольких атомов. Пусть центр атома первого сорта в n-ой
                                         r
элементарной ячейке имеет координату ρn . Координаты центров
                                            r   r      r
остальных атомов задаются координатами ρn + ρs , где ρs в силу
                                                       r
трансляционной инвариантности не зависит от n ( ρ s =1 = 0 ).
Рассеяние первичной волны происходит на каждом из атомов,
                                                            r
находящихся в ячейке. Поэтому необходимо в (2.12) заменить ρn
     r    r    r                                         r
на ρ n + ρ s + ρ ′ и, наряду с интегрированием по ρ ' и
суммированием по α , провести еще и суммирование по s . В
результате, в правой части (2.12) возникнет сомножитель
                                       r r r
                      S = ∑ f s exp[i (k − k ' ) ρ s ] ,           (2.17)
                            s

называемый структурным фактором. Здесь f s - форм-фактор
соответствующего атома или иона, суммирование происходит по
всем атомам в базисе.
Упражнение: рассчитать структурный фактор одноатомной ОЦК
и ГЦК решетки, предполагая (неоправданно), что элементарной
ячейкой является куб, содержащий 2 и 4 атома соответственно.