Эффекты ангармонизма и резонансное взаимодействие колебаний различных порядков в спектрах молекулярных кристаллов

• Автор: Гаврилко, Татьяна Анатольевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 202 c. : ил

1. ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
1.1. Образцы и используемая аппаратура
1.2. Методика количественных температурных измерений
1.3. Анализ ошибок эксперимента
2. ПРОЯВЛЕНИЕ ДВУХЧАСТИЧНЫХ ВОЗБУЖДЕНИЙ И СВЯЗАННЫХ СОСТОЯНИЙ ФОНОНОВ В СПЕКТРАХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ КРИСТАЛЛОВ
2.1. Введение
2.2. Экспериментальные исследования многомодового резонанса Ферми в кристалле малеинового ангидрида
2.2.1. Литературные сведения о кристаллической структуре малеинового ангидрида и его колебательном спектре
2.2.2. Экспериментальное исследование спектра поглощения кристалла малеинового ангидрида в области валентных колебаний карбонильной группы
2.2.3. Сравнение результатов эксперимента с теорией
2.3. Проявление резонансных взаимодействий в спектрах кристалла фталевого ангидрида, определение констант энгармонизма и формы зоны ДЧВ
3. ИССЛЕДОВАНИЕ АНГАРМОНИЧЕСКОГО РЕЗОНАНСНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В КРИСТАЛЛАХ С ВОДОРОДНЫМИ СВЯЗЯМИ
3.1. Основные свойства и спектроскопические проявления водородной связи
3.2. Структура полосы в кристалле уксусной кислоты
3.3. Расчет многомодового резонанса Ферми в кристалле уксусной кислоты СДдСООН
3.3.1. Влияние температуры на характер резонансного взаимодействия в кристалле СДдСООН
3.3.2. Влияние изотопозамещения на параметры резонанса

3.4. Р1сследование особенностей спектров второго порядка
в кристалле йодноватой кислоты
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАЕИСИМОСШ ПСИОС СВЯЗАННЫХ
СОСТОЯНИЙ ФОНОНОВ В КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СПЕКТРАХ МОЛЕКУЛЯРНЫХ
КРИСТАЛЛОВ
4.1. Механизмы температурного уширения полос внутримолекулярных колебаний в кристаллах
4.2. Влияние температуры на колебательные спектры молекулярных кристаллов в случае резонанса Ферми
4.3. Исследование температурной зависимости полос связанных состояний в условиях резонанса Ферми в колебательных спектрах молекулярных кристаллов
4.3.1. Йодноватая кислота
4.3.2. Уксусная кислота
5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОЛЕБАНИЙ ВТОРОГО ПОРЯДКА В КРИСТАЛЛАХ
5.1. Кристаллическая структура и внутренние колебания иодата лития
5.2. Экспериментальное исследование колебательного
спектра второго порядка кристалла (А-йиЮз • • • • •
5.3. Результаты теоретического исследования Ж поглощения и KP света в области зон двухчастичных возбуждений молекулярных кристаллов
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

В спектроскопии молекул и кристаллов в настоящее время уделяется большое внимание изучению спектроскопических эффектов, природа которых определяется энгармонизмом колебаний. В частности, это особенности спектров 2-го порядка и взаимодействие колебаний различных порядков в кристаллах. Исследование фононных спектров открывает здесь большие возможности, позволяя изучать механизмы взаимодействия между возбуждениями решетки различной природы, а также позволяет получать информацию о строении кристаллов и силах менмодекулярного взаимодействия.
Как известно, следствием гармонического приближения,обычно принимаемого в качестве основного принципа физики твердого тела /1-3/, является представление о невзаимодействующих квазичастицах. Очевидным успехом такого приближения является списание дисперсии фононов и резонансного расщепления молекулярных термов (давыдовское расщепление /4/). Малые отклонения от гармоничности обычно на языке фонон-фононных взаимодействий трактуются как малые возмущения ("остаточное взаимодействие"). В случае фононов в качестве такого "остаточного" взаимодействия выступает энгармонизм.
Использование лазеров в технике штического эксперимента привело в последнее время к бурному развитию исследований свойств элементарных возбуждений в кристаллах. Существенно, что при этом появилась возможность исследовать процессы с одновременным рождением или уничтожением нескслышх квазичастиц. В этих процессах должно проявляться "остаточное" взаимодействие между квазичастицами, которое далеко не всегда можно рассматривать как слабое. Например, в молекулярных кристаллах, как известно, дисперсия оп-

больше, чем температурные значения в обычном эксперименте,здесь применяется формализм гриновских функций для нулевой температуры. Температурные эффекты можно будет затем включить в феноменологические параметры, которые войдут в расчеты.
Используя для вычисления функций (2.6) стандартную процедуру расцепления цепочек уравнений /II/ и подставляя полученный результат в (2.5), получим окончательное выражение для К^(Дсо) удобное для сравнения с экспериментом:
хх С2 + с{2
а2 = (г + ^дс)2 + (р-Е.с
(2.7)
^ 4-24(Ль+ +[24(АЬ+^Г)]2
С - Дс + 24(Абдс-Г0+24 АьЕг
а = 24(л6дс'Г0- (а+-24 дь>а1 (2.8)
лс = (о - ю°-Мс(к), = сЫ 4 МЧЦ, ]=
Функция
.1-» “•»
О, 00^ + 1Ц
характеризует плотность двухфононных состояний,
«1* = <4 ■ £ ^ ^ /+2 (2-1о)

- числа заполнения фононных состояний.
Смысл остальных параметров, входящих в выражения (2.8-2.10), следующий: (Ь~^2в/ск - постоянная оптического энгармонизма ; Г/^Ь и ^ V ^ (5])" ^ ^ “ постоянные энгармонизма потенциальной энергии кристалла Ш и 1У порядков,со-ответственно ; < - волновой вектор в зоне Бриллюэна ;
- расстройка резонанса ; М&(к),МС0<) - ширины