290 likes | 475 Views
Разделение движения электронов и ядер Адиабатическое приближение. Эмпирический факт: атомы в кристалле совершают малые колебания вблизи равновесных позиций. Среднеквадратичные тепловые амплитуды атомов галлия и азота в кристалле GaN ( U 2 ) 1/2 : a = 0.1Å : 1.96Å 5%.
E N D
Разделение движенияэлектронов и ядер Адиабатическое приближение
Эмпирический факт: атомы в кристалле совершают малые колебания вблизи равновесных позиций
Среднеквадратичные тепловые амплитуды атомов галлия и азота в кристалле GaN (U2)1/2 : a = 0.1Å : 1.96Å 5%
КОЛЕБАНИЯ АТОМОВ В КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКЕ
Адиабатическое приближение Гармоническое приближение
Гармонический осцилляторКлассическое описание
Собственные функции гармонического осциллятора
Колебания атомов в многоатомной системе
Нормальные колебания динамическая матрица собственные числа динамической матрицы частоты нормальных колебаний формы нормальных колебаний собственные векторы динамической матрицы
Нормальные колебания молекулы воды Н2О Число атомов N=3, число нормальных колебаний 3N-6=3 n (сm-1) – волновое число = 1/l Частота (Hz) = n c 1 сm-1= 0.0299792 THz T (tera-) = 1012
Колебательные спектры молекулы воды Рамановское рассеяние Инфракрасное поглощение
Колебания атомов в линейных молекулах XN N=2 N=3
Формы колебаний линейных молекул XN N=4 N=5 N=6
Колебания бесконечной линейной цепочки Матрица
k=6/12 k=5/12 k=4/12 k=3/12 k=2/12 k=1/12
Дисперсия фононных частот в линейной цепочке Первая приведенная зона Бриллюена
Кристаллическая решетка – бесконечная периодическая структура Динамическая матрица
Приведенная зона Бриллюена = элементарная ячейка обратной решетки:
Зона Бриллюена • ячейка Вигнера-Зейтца • в обратной решетке