ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Однофононное поглощение из "Теория твёрдого тела " Законы сохранения энергии и импульса требуют, чтобы при поглощении фотона и испускании одного фонона до тех пор, пока не учитываются процессы переброса, энергии и импульсы обоих элементарных возбуждений совпадали. Фононные энергии лежат ниже 0,1 эВ, поэтому однофононное поглощение имеет место в инфракрасной области. Далее, из законов сохранения следует, что могут возникать только оптические фононы. Скорость света в 10 —10 раз больше скорости распространения акустических волн в твердом теле. Поэтому не существует акустических фононов с той же энергией и волновым числом, что и у фотонов. [c.303] Рассмотрим, наряду с законами сохранения, механизмы связи между полем излучения и колебаниями решетки. Мы найдем неисчезающие матричные элементы для одноквантовых переходов в дипольном приближении только для поперечных оптических фононов. Начнем с классического вывода выражения для поглощения света посредством возбуждения поперечных оптических колебаний решетки. [c.303] Оба последних уравнения непосредственно дают дисперсию и поглощение, а используя (66.11), можно определить коэффициент отражения (рис. 89). При отсутствии затухания между о) = а)( и (1) = о)г наблюдается полное отражение, а чуть выше, при частоте (х 1, отражение равно нулю. Затухание сглаживает этот идеальный спектр отражения. [c.304] Мы видим, что однофононное поглощение можно рассматривать как классическое взаимодействие электромагнитной волны с затухающими дисперсионными осцилляторами частоты В качестве примера на рис. 90 показан коэффициент отражения ОаАз. Так как спектр полностью определяется величинами во, 4 и V. то они могут быть определены подгонкой кривой. Соотношение Лиддена —Закса —Теллера (36.13) дает тогда и со,. [c.304] Квантовомеханическую формулировку однофононного поглощения наметим только вкратце. Классическое выражение для энергии взаимодействия равно отрицательному произведению вектора поляризации и электрического поля 11 = —Р Е. Вектор поляризации мы связывали с эффективным зарядом и отклонением ионов решетки. [c.306] Оба фононных оператора описывают связанные с ними возможности поглощения фотона (с импульсом х) рождение фонона х или уничтожение фонона — х. Второй случай мы должны исключить, так как он противоречит закону сохранения энергии. Для вероятности поглощения мы получим выражение, пропорциональное квадрату модуля матричного элемента от Я, причем необходимо еще потребовать сохранения энергии таким образом. [c.306] Вернуться к основной статье