Мягкая мода
Cтраница 4
Мартенситное превращение представляет процесс, постоянное внимание к которому определяется не только его практической значимостью, но и богатством физического содержания картины явления. Уже сформулированные Г. В. Курдюмовым [91] особенности мартенситного превращения - бездиффузионный лавинообразный характер, незавершенность в двухфазной области и принципиальная роль скалывающих компонент упругих напряжений - показали, что использование микроскопической теории фазовых переходов типа смещения, основывающейся на концепции мягкой моды, может объяснить только отдельные стороны явления, но не картину мартенситного превращения в целом. [46]
Энергия активации ES ( Q), фигурирующая в выражении (3.4) для плотности кинков, имеет важное значение в эксперименте [3] и входит также в выражения для статических функций корреляции, для которых также может быть построена общая теория [6] Заметим, что при малых Т плотность солитонов очень мала в отличие от плотности фононов и бризеров. В этой картине мягкие моды, центральные пики и предвестники непосредственно связываются с нелинейными возбуждениями и существуют не только при низких температурах. Например, сейчас считают, что движение кинков ( доменных стенок) является внутренним источником центральных пиков, хотя здесь можно учитывать и другие механизмы. [47]
Вопрос о форме спектра комбинационного рассеяния при низких частотах не относится только к аморфным полупроводникам. Шукер и Гамон первоначально применили свой анализ к стеклообразному SiOa. Другой пример вывода и применения (5.2) был дан Баркером [5.39] для случая низкочастотных мягких мод, связанных с сегнетоэлектрическими фазовыми переходами. Баркер также сравнивает информацию, получаемую с помощью комбинационного рассеяния света и инфракрасного поглощения. Результаты обеих работ находятся в хорошем согласии с данными по удельной теплоемкости в температурном интервале от 3 до 15 К, хотя результаты Шукера и Гамона могут быть несколько улучшены при учете частотной зависимости Сь. Чтобы сделать надежные заключения, необходимо провести более детальный анализ постоянной связи при низких частотах в аморфных материалах. [48]
Такая структурная перестройка происходит, в частности, при сегпетоэлектрическом переходе. Если исходная мода была ди-польно активна, то возникает спонтанный дипольпый момент. Такие моды, частота которых стремится к нулю при изменении температуры, называются мягкими модами. Они определяют сегнетоэлектрический фазовый переход и другие, так называемые структурные, переходы. [49]
Отметим, что терминология, употребляемая в динамике решетки, широко используется при описании фазовых переходов типа смещения. При этом параметр порядка называют нормальной координатой, отвечающей мягкой моде; условие устойчивости кристалла, отвечающее минимальности термодинамического потенциала, выражают как условие положительности частот нормальных колебаний и потерю устойчивости как обращение в нуль одной из этих частот. Возникновению в несимметричной фазе равновесного отличного от нуля параметра порядка в этой терминологии соответствует замораживание смещений атомов, отвечающих мягкой моде колебаний. [50]
Кремний нашел широкое применение и в новой бурно развивающейся области микроэлектроники - в молекулярной электронике. В этом случае для запоминания и переработки информации часто используют слоистые структуры кремний-органический или биоорганический полимер, в частности слои Ленгмюра-Блоджет и жидкие кристаллы. Для передачи информации в них наряду с электронными процессами используют возбужденные состояния молекулярных комплексов, экситоны, поляроны, плазмо-ны, солитоны и др. В этих системах с мягкими модами на поверхности важную роль приобретают обсуждаемые в настоящем разделе процессы перестройки структуры центров захвата и рекомбинации в актах захвата ими неравновесных носителей заряда и миграции выделившейся энергаи в молекулярной и твердотельной системах. Возбужденные молекулярные комплексы могут стимулировать структурные перестройки в органической фазе. [51]
В последнее время различного рода ферми-резонансы в кристаллах ( на фононах, плазмонах, поляритонах) в связи с развитием лазерной спектроскопии все чаще привлекают внимание экспериментаторов. Поэтому ниже мы изложим также основные результаты теории ферми-резонанса в кристаллах. Здесь же отметим лишь, что ферми-резонанс на фононах наблюдал в кварце и А1РО4 Скотт [11], который, пользуясь методом КРС, обнаружил эффекты взаимодействия мод, усиливающиеся по мере того, как зависящая от температуры частота одного из нормальных оптических колебаний ( мягкая мода) проходит через зону двучастичных состояний, отвечающих акустическим фононам. [52]
Другим видом смещений атомов, не меняющим однородности волны, изображенной на рис. 11.3, является изменение амплитуды этой волны. Такое колебание называют амплитудоном. Очевидно, что изменение амплитуды замороженной волны всегда связано с изменением потенциальной энергии, так что частота однородного ам-плитудона вполне конечна. Более того, амплитудон аналогичен мягкой моде для обычных фазовых переходов, поскольку именно амплитуда замороженной волны характеризует значение параметра порядка. [53]
С позиций динамической теории кристаллической решетки возможность образования несоразмерных фаз представляется довольно естественной. Поясним это на примере фазовых переходов типа смещения. X), мы установили, что мягкая мода при этом соответствует волновому вектору k 0, так как минимум мягкой оптической ветви соответствовал центру зоны Бриллюэна. С другой стороны, удвоение числа атомов в элементарной ячейке происходит, когда минимум мягкой оптической ветви соответствует краю зоны Бриллюэна. Что определяет нахождение минимума зависимости to2 ( k) в той или иной точке. Будут ли эти экстремумы максимумами или минимумами, а также имеются ли другие экстремумы на зависимости co2 ( k), определяется спецификой взаимодействий атомов в кристалле. [55]
Завершая статью, мы хотели бы еще раз подчеркнуть основное утверждение, которое служит ее стержнем. Независимо от того, будут ли тахионы когда-нибудь обнаружены в природе как самостоятельные частицы, они уже сегодня составляют важнейший элемент систем, обнаруживающих неустойчивость по отношению к фазовому переходу в стабильное состояние. Именно тахионная мода при своем нарастании со временем осуществляет фазовый переход, разрушая старую фазу и создавая новую. При подходе к точке фазового перехода определяющую роль начинает играть мягкая мода [8], частота которой стремится к нулю, а квадрат ее переходит от положительных значений через нуль к отрицательным. Это и есть тахионная степень свободы, о которой много раз говорилось выше. Параметрами тахиона - скоростью С и ( мнимой) массой Г - определяются характеристики самого фазового перехода и конечного состояния системы. И подчеркнем еще раз: несмотря на свои необычные свойства, тахион - не досужая выдумка теоретиков, а реальная составная часть физической картины мира. [56]
Страницы: 1 2 3 4