Оптические фононы

Проводимость вещества зависит от времени релаксации т, которое определяется механизмом рассеяния. Таким образом, на коэффициент поглощения свободными носителями заряда оказывают влияние механизмы рассеяния. Действительно, в полупроводниках рассеяние акустическими фононами приводит к поглощению, меняющемуся как рассеяние на оптических фононах дает зависимость к - -, а рассеяние ионизованными примесями — Если в веществе имеют место все три типа рассеяния, то коэффициент поглощения свободными носителями равен сумме трех членов [c.311]

Предельная частота оптических фононов mj, есть частота соответствующих (продольных и поперечных) оптических колебаний решетки с длиной волн, значительно превышающей межатомное расстояние. Определяется из спектров поглощения и отражения инфракрасного излучения, а также с помощью нейтронной спектроскопии. Для элементов (Si, Ge и др.) со =сО( = озо. [c.455]

Рис. 1. Электронные переходы с участием оптического фонона (А=1).

Акустические и оптические фононы. Согласно теории Борна-Оппенгеймера, ядра, составляющие молекулы, находятся в эффективном потенциале и их динамика определяется адиабатическим гамильтонианом [c.57]

На рис. 3.25 приведены спектры оптической фононной моды F g при значениях плотности энергии возбуждающего излучения от w = (0,30 0,05)шо (ги о=0,2 Дж/см — плотность энергии излучения с Я=560 нм, вызывающая плавление) до w iwo. При комнатной темпе- [c.150]

ВОЛНОВЫХ векторов К возбуждают когерентные оптические фононы, которые формируют стоячую волну колебаний с волновым вектором К. Затем с некоторой задержкой на среду направляется пробный фемтосекундный импульс, который дифрагирует на осциллирующей решетке, наведенной возбуждающими импульсами. Измеряется энергия рассеянного (дифрагированного) импульса как функция задержки [c.157]

Таким образом, чем выше частота оптических колебаний кристаллической решетки, тем больше должна быть электрическая прочность диэлектрика. На рис. 2.6 показана зависимость пробивной напряженности от частоты продольных оптических фононов, которая была определена по исследованию ИК-спектров, т. е. в центре зоны Бриллюэна [9]. С учетом дисперсии (зависимости L0 от волнового числа фонона к) величина Епр возрастает прямо пропорционально частоте ( прЛ 0,05 vlo, где измеряется в MB, а Vlo — в см ). [c.55]

Дисперсионный закон для оптических фононов кристалла, использованный в задачах 15.7 и 15.5, можно разложить в ряд по степеням к в окрестности fe = 0. [c.86]

Рис. 15.6.1. Влияние операций инверсии и трансляции на величину а/4 в направлении [111] на акустические и оптические фононы алмаза при fe=0.

Чтобы получить поглощение для всех рассматриваемых кристаллов, произведение Г15 (приближение электрических диполей) на представления всех участвующих фононов должно содержать Гх. Для комбинационного (оптические фононы) и бриллюэновского (акустические фононы) рассеяния это произведение должно содержать ненулевой диэлектрический дипольный момент значит, оно должно содержать Г . [c.385]

Предельные частоты оптических фононов. Предельные частоты О)(Of оптических фононов — частоты соответствующих (продольных и поперечных) оптических колебаний решетки с длинами волн, значительно превышающими межатомное расстояние. Определяются из спектров поглощения и отражения инфракрасного излучения, а также с помощью нейтронной спектроскопии. В элементах (Si, Ge и др.) = tOj = шо [c.342]

ХЮ сплошные кривые — теоретические зависимости для случаев пьезоэлектрического рассеяния (/), рассеяния на оптических фононах (2) и совместного действия обоих механизмов рас- [c.371]

В твердом теле возможны как акустические, так и оптические фононы. Поскольку частота колебаний оптических фононов всегда вьше частоты колебаний акустических фононов, то энергия оптических фононов выше энергии акустических. Поэтому при очень низких температурах возбуждаются только акустические фононы. [c.162]

Поляритоны. Как видно из рис. 6.6, фотоны с энергией не выше примерно 0,01 эВ и длинноволновые оптические фононы с волновым вектором порядка 10 см оказываются близкими по своим характеристикам — энергии и модулю импульса. Между такими фононами и фотонами возникает взаимодействие, в результате которого в кристалле рождаются новые квазичастицы — поляритоны. Поля-ритон можно рассматривать как своеобразную кооперацию фотона и оптического фонона. Подобная кооперация возможна также между фотонам и экситоном при условии [c.154]

Рис. 22.122. Температурная зависимость холловской подвижности дырок в HgTe в области собственной проводимости. Расчет с учетом рассеяния дырок на акустических и неполярных оптических фононах (/), неполярных оптических фононах (2) и суммарного рассеяния (3) [245]

Рнс. 2. Магветофононный резонанс в энергетическом спектре полярона. Кривые 1 я 1 — циклотронная частота Ыс в функции магнитного поля н 2 — затухание Г состояния 1 за счёт испускания оптического фонона. [c.80]

Рассеяние на оптических фононах. П ри рассеянии в металлах существенны оптич. фононы во всей зоне Бриллюэна, в осн. коротковолновые с д Ь , где Ьц — размер Бриллюэна зоны. В полупроводниках в рассеянии участвуют только оптич. ДВ-фононы с д Ьр, Частоту этих фононов сор можно считать не зависящей от д. Рассеяние на оптич. фононах квазиупруго только при <Г Дюр ж 400 К, т. е. только при очень высоких энергиях электронов (см. Горячие электроны). В области энергий Дш проявляются неуиругий и пороговый характеры рассеяния. Это существенно при низких темп-рах Т ДШр, когда ниже порога ( < ДШд) рассеяние слабое и возможно только за счёт маловероятного поглощения фонона, пропорционального = ехр(—Дш/ Г) < 1, а выше порога > ДЮр) рассеяние сильное — оно происходит при спонтанном испускании фонона. [c.274]

Оптические фононы, даже если они не дают прямого вклада в теплопроводность, влияют на нее, рассеивая акустические фононы. В простой модели (когда у акустических фононов нет дисперсии, а все оптические фононы имеют одинаковую частоту) для случая примерно равных масс (м акс, ак л СОопт) и-процессы С оптическими модами отсутствуют. С ростом отноше- [c.82]

ВРМБ не возникает. Все эти различия обусловлены одним обстоятельством при ВКР действуют оптические фононы, а при ВРМБ -акустические. [c.258]

Эксперименты подобного рода открывают возможность проследить в реальном времени физику процессов лазерно-индуцированных фазовых превращений в твердых телах. В КАРС-спектрохронографии были зарегистрированы [59] с пикосекундным временным разрешением спектры оптического фонона в кристаллическом кремнии при разных уровнях возбуждения (вплоть до плавления). Блок-схема экспериментальной установки представлена.нарис. 3.24. Источниками пи -косекундных импульсов с перестраиваемыми частотами oi и сог служили два лазера на растворах органического красителя, синхронно накачиваемые цугами импульсов второй гармоники YAG Nd + лазера с пассивной синхронизацией мод. Излучение с частотой oi служило и для возбуждения кристалла. [c.150]

Максимальная температура, достигаемая при ш=0,7 Шо, составляла согласно расчетам 1240 К, максимальная концентрация носителей— 3,5 10 1 см , давление — 40 кбар. Эксперимент показывает, таким образом, что за времена порядка 10 пс достигается значительный разогрев оптической фононной моды в центре зоны Бриллюэна. Это обстоятельство с учетом того известного факта, что энергия фотовоз-бужденных электронов в кремнии передается преимущественно в коротковолновые участки фононных ветвей, свидетельствует о высоких скоростях термализации энергии в пределах оптической части фононной подсистемы. [c.152]

Как отмечалось во введении, численно распределение насел нО стей описывается формулой Больцмана (В. 1). Очевидно, что чем больше расстояние между какими-либо двумя уровнями ajj/eprnn,. тем меньше вероятность у колебаний решетки (оптически фононов) вызвать переход между этими уровнями. При этом г ёреходы вверх, требующие затраты энергии фононов, должны быть суш ест-венно менее вероятными, чем переходы вниз, которые не требуют затрат энергии фононов. Эти закономерности описываются в следующем виде [21,31] [c.18]

Параметры линий комбинационного рассеяния света (частота, интенсивность, степень деполяризации и полуширина) определяются строением малых частиц и их взаимодействиями с окружающей средой. В работе 1122] наблюдались рамановские спектры 1-го порядка у частиц MgO диаметром 300 и 600 А, отсутствующие в массивном кристалле. Полученные результаты позволили сделать некоторые заключения об оптических фононах малых частиц. Рамановское рассеяние 1-го порядка детектировалось также от коллоидных частиц Na, Ag диаметром 50—400 А, получаемых электролитическим окрашиванием с последующей термической обработкой кристаллов Na l, NaBr, Nal [123, 124]. Сами эти кристаллы давали рамановские спектры только 2-го порядка. Предполагалось, что рассеяние 1-го порядка возникает от возбуждения поверхностных колебаний на границе металлических частиц и галогенида щелочного металла. Поскольку частота рамановской линии должна зависеть от изменений параметра решетки, вызываемых вариацией давления или температуры, в работе [125] была предпринята попытка измерить с помощью рамановского рассеяния кристаллографический размерный эффект в частицах Sr l, размером от 100 до 500 А. Результаты этой работы удут об-су кдаться ниже. [c.32]

Они нашли, что в диспергированной среде возникают как продольные, так и поперечные колебания зарядов. Частота продольных колебаний ((Одр в случае металлов) определяется уравнением li( o) = 0. Она ниже плазменной частоты металла и частоты со , продольных оптических фононов массивного ионного кристалла, но приближается к ним по мере увеличения Поперечные колебания также носят резонансный характер. Их частота задается максимумом кривой Е2(ю). Для диспергированных металлов это есть частота ffipon- В случае взвеси частиц ионных кристаллов подходящие названия продольного и поперечного резонанса отсутствуют. [c.301]

В малых частицах ионных кристаллов благодаря возбуждению поверхностных оптических фононов резонансные пики поглощения или испускания ИК-света появляются в запрещенной у массивного вещества области частот между со-/- и ol- Теория предсказывает единственный резонанс при частоте сор Фрёлиха для сферических частиц (см. уравнение (416)) и два пика поглощения для кубических частиц при частотах (o сэр (сильный пик) и сОс (слабый пик) [996]. Ожидаемые резонансные частоты в случае малых частиц NiO и MgO разной формы рассчитаны в работе [997]. Разброс опубликованных экспериментальных данных для положений резонансных пиков частиц ионных кристаллов, очевидно, связан с различием формы, распределения частиц по размерам и их группировок в зависимости от способа приготовления образцов. Именно группировками частиц объясняются наблюдаемые пики поглощения массивного кристалла при oj- и к1,4а)7 (двухфононный процесс) у разных образцов из малых частиц NiO [997, 998]. [c.309]

НИИ электроны рассеиваются на колебаниях решетки — фоно-нах. Известно, что вероятность рассеяния максимальна в случае равенства как импульсов, так и энергий взаимодействующих квазичастиц. Поэтому ускоряемые полем электроны наиболее активно взаимодействуют с продольными оптическими фононами, поляризация которых согласуется с поляризацией электронной волны. Равенство энергий возможно лишь в том случае, когда энергия ускоряемых электронов становится равной Йсо о, где (i>Lo — частота продольной оптической моды. При этом происходит максимальная передача энергии от электронов к решетке, т. е. имеет место максимум энергетических потерь электронов, рассеивающихся на фононах. [c.55]

Кроме акустических в кристаллах с элементарной ячейкой, содержащей более одного атома, наблюдаются оптические фононы (wlo и шго). Это — упругие волны смещений, при которых центр элементарной ячейки неподвижен, а в колебаниях реализуются внутренние степени свободы ячейки. Закон дисперсии оптических колебаний существенно отличается от акустических в частности, когда длина волны Я,->оо, частота этих колебаний максимальна. Частота продольных фононов всегда выше, чем поперечных (Oi,o><0ro, соьл>(Огл. [c.85]

Величина et различных сегнетоэлектриков типа смещения и близких к ним соединений (перовокитов) примерно одинакова ( l = 40—80). Эта величина содержит оптический вклад еопт 6 и вклады от высокочастотных ИК-аетивных оптических фононов 2Ае 10. Но главным образом определяется вкладом i [c.92]

Взаимодействие экситоиов с фононамн н повышение диэлектрической про ницаемости в экситоином диэлектрике понижает частоту оптических фононов. Это эквивалентно образованию связанной экситонно-фононной моды, частота которой вблизи ФП понижается (мягкая мода), т. е. возникает характерная для ФП динамическая неустойчивость решетки. [c.118]

Оптические фононы являются трижды вырожденными при й = 0, если пренебречь электростатическим взаимодействием дальнего порядка, которое создает LO — TO расщепление. Поскольку они представляют собой векторные смещения атомов, их симметрия такая же, как симметрия в (х, у, г). Они принадлежат к представлению Ги для сфалерита (Г —43т) и для каменной соли Он — тЗт). [c.384]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...