Тепловое колебание - кристаллическая решетка
Cтраница 1
Тепловые колебания кристаллической решетки влияют на состояние парамагнитной системы, вызывая переход частиц с одного уровня на другой. [1]
 |
Первая зона Бриллюэна кристалла с кубической гранецентрированной решеткой. [2] |
Тепловые колебания кристаллической решетки представляют собой флуктуацион-ное движение атомов, представимое колебаниями с амплитудами и фазами, изменяющимися по случайному закону. Поэтому говорят, что тепловые колебания представлены некогерентными фононами. Звуковую волну, распространяющуюся в твердом теле, можно представить группой фононов, имеющих мало отличающиеся частоты. Такую группу называют волновым пакетом, а образующие его фононы - звуковыми или когерентными фононами. [3]
Обычно тепловым колебаниям кристаллической решетки, которые квантуются, сопоставляют движение квазичастиц-фоно-нов. [4]
Рассматривая порознь тепловые колебания кристаллической решетки и движения обобществленных кристаллом электронов, удается корректно описать энергетические состояния твердого тела. Однако при этом из рассмотрения выпадают ряд важных эффектов, обусловленных взаимодействием электронов и фононов. Это взаимодействие проявляется в поглощении или испускании электроном фонона ( поглощение приводит, в частности, к затуханию в кристаллах звуковых волн); в рассеянии электрона на фононе, что следует рассматривать как один из основных физических механизмов возникновения электрического сопротивления в кристалле; в обмене фононами, происходящем между парой электронов, что приводит к взаимному притяжению электронов и обусловливает эффект сверхпроводимости. [5]
С тепловыми колебаниями кристаллической решетки связаны нормальные волны. Фактически к ним относятся и звуковые волны. [6]
Под влиянием тепловых колебаний кристаллической решетки происходят и обратные перескоки катионов из межузлий в узлы и поскольку эти точечные дефекты имеют энергию, примерно на порядок превышающую энергию тепловых колебаний решетки, их равновесная концентрация невелика. Такой пересыщенный твердый раствор точечных дефектов может распадаться, причем вакансии конденсируются ( объединяются) в диски ( рис. 4.10), которые по достижении критических размеров, из-за взаимного притяжения атомных плоскостей, схлопываются, внося искажения в решетку кристалла. [8]
Средняя энергия тепловых колебаний кристаллической решетки равна kT, но благодаря флуктуациям электрон может получить от решетки и большую энергию. [9]
 |
Температурная зависимость c [ 3R. Температура, указанная на оси абсцисс, нормализована относительно температуры Де-бая. [10] |
Составляющая аТ отражает тепловые колебания кристаллической решетки. Составляющую pi называют остаточным сопротивлением. Величина ее определяется экстраполированием графика прямой, выраженной формулой ( 5 - 4 - 1), до О К. Значение остаточного сопротивления в основном зависит от количества и химических свойств примесей. Чистые металлы характеризуются малым остаточным сопротивлением. Выражение ( 5 - 4 - 1) называют правилом Маттиссена. [11]
При повышении температуры растет интенсивность тепловых колебаний кристаллической решетки; в результате ионизации атомов полупроводника дополнительно к имеющимся образуются пары электрон - дырка, число которых экспоненциально увеличивается с температурой. [12]
Небольшая фотопроводимость при hvEg наблюдается вследствие тепловых колебаний кристаллической решетки, которые обусловливают флуктуации энергии электронов и ширины запрещенной зоны. Хотя с ростом hvEg фотопроводимость согласно (2.10) должна увеличиваться, практически она имеет максимум, а затем уменьшается. Причина этого заключается в уменьшении эффективного времени жизни с ростом коэффициента поглощения. [13]
Взаимодействие спиновых волн ( магнонов) с тепловыми колебаниями кристаллической решетки ( фононов) приводит к некоторому статистическому распределению спиновых волн с различными волновыми числами и направлениями. Амплитуды волн, возбуждаемых тепловым движением, очень малы. Непосредственное взаимодействие прецессии намагниченности с кристаллической решеткой сводится к элементарным процессам, при которых происходит уничтожение магнона с очень малым волновым числом и возникновение фонона. Однако вероятность этих процессов очень мала. Определяющую роль в передаче энергии спиновыми волнами играет двухступенчатый процесс, когда вначале происходит уничтожение магнона с fe 0 и возникновение магнона с k 0, а потом - уничтожение магнона с k; 0 и образование фонона. Расчет этого механизма потерь приводит к времени релаксации порядка 10 - 3 сек, что соответствует экспериментальным результатам для монокристаллов ферритов со структурой типа шпинели. [14]
Страницы: 1 2 3 4 5