Физика твердого тела. Электроны. Морозов А.И. - 67 стр.

UptoLike

Составители: 

-67-
Используем выражение (2.26) из первой части курса, выражающее
u
ls
j
r
,
через операторы рождения и уничтожения фононов
$
()aq
p
+
r
и
$
()aq
p
r
, где p - номер ветви:
$
()
(,)exp( )
,
/
u
NM q
epq iql
ls
j
sp
qp
s
j
r
r
h
rr
r
=
2
12
ω
[]
⋅+
+
$
()
$
()aq a q
pp
r
r
, (5.41)
где N - число ячеек в кристалле, M
s
- масса иона сорта s,
ω
p
q()
r
- закон
дисперсии фононов p-ой ветви. Кроме того, сделаем замену переменных
rr
r
rrl→+
в каждом слагаемом суммы по
r
l . Получаем
rr
h
r
r
rrr
r
r
kH k
NM q
iq k k l
eph
sp
pqsj
l
'
$
()
exp( ( ' ) )
,
,,
/
=
+−
2
12
ω
−−
−∗
=
eur
Wr R l
Rl
ik k r
k
s
ls
ls
j
RR
ls
ls
(')
'
,
,
()
(( ))
()
,
,
()
rr
r
r
r
r
rr
r
r
r
r
rr
r
r
0
[
]
⋅+
+
epqurdraq a q
s
j
k
pp
(,) ()
$
()
$
()
r
r
r
r
r
r
3
. (5.42)
Вектор
r
r
r
rr
ρ
ls ls
Rl
,,
=−
задает положение атома сорта s в ячейке
r
l относительно центра той же ячейки. Поскольку производная в
подынтегральном выражении берется в положении равновесия этого
атома, то в силу трансляционной симметрии
r
r
r
ρρ
ls
s
,
() ()00
= , и она не
зависит от номера ячейки. Кроме того
                                         -67-
        Используем выражение (2.26) из первой части курса, выражающее
                                                                                                   r
ulrj, s через операторы           рождения и уничтожения фононов                           a$ +p ( q)   и
      r
a$ p (q) , где p - номер ветви:

                                                  1/ 2
                         ⎧         h         ⎫             r         rr
        u$ lrj, s = ∑ ∑r ⎨                   ⎬    e j
                                                      ( p, q ) exp( iql )⋅
                    p q ⎩ 2NM sω p ( q) ⎭
                                                   s



                              [    r             r
                           ⋅ a$ p (q) + a$ +p ( −q) ,    ]                 (5.41)
                                                                        r
где N - число ячеек в кристалле, Ms - масса иона сорта s, ω p ( q) - закон
дисперсии фононов p-ой ветви. Кроме того, rсделаем замену переменных
r  r r
r →r +l          в каждом слагаемом суммы по             l   . Получаем

                                                         1/ 2
    r
         $
                r                ⎧     h         ⎫                     r r r r
    k ' H e, ph k = ∑r ∑ ∑r ⎨                 r ⎬               exp(i (q + k − k ' )l ) ⋅
                     l s, j p, q ⎩ 2NM sω p ( q) ⎭

                                               r      r       r
                   r r r
               i ( k − k ') r ∗r r
                                        ∂W s ( r − ( Rl , s − l ))
                                                        r
           ⋅∫ e              uk ' ( r )         r         r j           r         r         ⋅
                                           ∂ ( Rl , s − l )
                                                  r                     Rlr , s = Rr( 0)
                                                                                   l ,s


                       r       r     r
                                         [   r             r
            ⋅esj ( p, q)u kr ( r )d 3r a$ p (q) + a$ +p ( −q) .       ]
                                                                      (5.42)

                rr       r          r
        Вектор ρ l , s = Rl , s − l задает положение атома сорта s в ячейке
                             r
r
l  относительно центра той же ячейки. Поскольку производная в
подынтегральном выражении берется в положении равновесия этого
                                                                r             r
атома, то в силу трансляционной симметрии                       ρ (lr0, s) = ρ (s0) ,      и она не
зависит от номера ячейки. Кроме того