Исследование некоторых ангармонических эффектов в фононных системах кристаллов методом резонансного комбинационного рассеяния света

• Автор: Хамдамов, Владимир Гафарович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 124 c. : ил

ГЛАВА I. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ § I. Основные характеристики резонансного комбинационного рассеяния света как экспериментального метода
§ 2. Спектральные и фотометрические характеристики экспериментального оборудования
§ 3. Образцы, их выбор, подготовка к измерениям
Рисунки к главе
Глава II. РЕЗОНАНСНЫЕ ЭФФЕКТЫ 0ДН0Ф0Н0НН0Г0 КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА НА КРЕМНИИ
§ 4. Обзор литературы
§ 5. Резонансное комбинационное рассеяние света на упруго растянутом монокристалле кремния
Рисунки к главе П
Глава III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ БАРИЧЕСКОЙ ЗАВИСИМОСТИ СРЕДНИХ ЧИСЕЛ ЗАПОЛНЕНИЯ ФОНОНОВ В ПЛОСКОНАПРЯЖЕННОМ МОНОКРИСТАЛЛЕ КРЕМНИЯ § б. Разогрев кристаллической решетки светом
§ 7, Учет резонансных эффектов при измерении СЧЗ
§ 8. Зависимость фононных СЧЗ в ^ от мощности падающего света
при разных приложенных нагрузках
§ 9. Зависимость фононных СЧЗ кремния от нагрузки
Рисунки к главе Ш
Глава IV. АНГАРМОНИЗМ И ЛОКАЛИЗАЦИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ОПТИЧЕСКИХ
ФОНОНОВ В МОНОКРИСТАЛЛЕ СЕЛЕНВДА ЦИНКА §10. Сравнение ангармонизма оптических фононов в объеме и у поверхности кубического селенида цинка
Рисунки к главе 1У
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

В физике твердого тела одними из наиболее интересных являются задачи, в которых изучается воздействие сильных внешних полей на свойства материалов. Для их решения успешно используется ква-зичастичное описание, позволяющее с учетом взаимодействия квазичастиц дать ответ на многие возникающие вопросы. Чаще всего удобно исследовать отклик системы на внешнее воздействие на примере совершенных кристаллов, являющихся прекрасными моделями для эксперимента и теории и позволяющих изучать различные физические эффекты.
Механические свойства материалов являются одними из наиболее важных физических свойств. Их исследование различными экспериментальными и теоретическими методами позволило в последнее время существенно сократить дистанцию между теорией и экспериментом, имевшуюся в отношении прочностных характеристик. Главный шаг в этом направлении был сделан при разработке и экспериментальном подтверждении кинетического подхода к проблеме разрушения материалов под нагрузкой /I/. Согласно этой концепции первичные акты разрушения в нагруженном твердом теле вызываются термическими флуктуациями и способны происходить при отсутствии изначальных дефектов структуры. Роль внешней нагрузки цри этом не ограничивается только растяжением межатомных связей, но состоит также в инициировании разрывных термофлуктуаций. Среднее время до разрушения статически нагруженного образца описывается при этом выражением /I
т=«г. • ъ*р(—^ -) , ‘В-1'
где 70 - энергия связи между атомами при нулевом значении внешней нагрузки ^ ^ - некоторый фактор, имеющий размерность
объема, Т - температура, - постоянная Больцмана, ЧГ0 ~ 1СГ^с
-<2
38)

ры данного фонона; % = - компоненты тензора деформации)
[р£и+<з^2+£33)-'>] . 2г£,
с(е"^ 2-' £(2 Гр£гг+
1гг<2. £гг(г
Согласно (1.14) £» = £2г.= ^зз и ^2.= ^гз = ^з< ••• Обозначим <£•/< =. • .= расщепления т[ Я- 1 по сравнению с Ос примем приближение
£2«£2. + А/2.Я. (г.зэ)
Это позволяет легко разделить вклады гидростатической £ц и сдвиговой £5 компонент
£„’=Тй(Ч1 + 2з1г.') , е5=-^г'5и . (2.40)
в изменение частоты под нагрузкой:
а, а +
Л.+ -£«•-£
(2.41а)
(2.416)
2 *2«
Видно, что трижды вырожденная при б =0 мода расщепляется нагрузкой (1.10) на синглет и дублет с частотами Я.5 и -%/ соответственно. Итак, измерение частот £2о , позволяет при известных ангармонических параметрах моды ^ ,>г определять
компоненты тензора деформации, а знание тензора 1^ч/] - величину приложенного механического напряжения.
В связи с пренебрежимой малостью величины волнового вектора света в видимой части спектра по сравнению с предельными значениями квазиволнового вектора кристаллических решеток КРС 1-го порядка затрагивает только длинноволновые фононы и прямые межзонные пе-