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非理想表面对声子态密度的影响——一维简谐链模型和格林函数方法

小颗粒的晶格性质与大块材料的晶格性质有明显的不同,像金属颗拉的熔点比块状的要不秒一u.这主要由于颗粒化后,占居表面位置的原子相对地增加,而表面附近的原子振动的振幅可能加大,表现了晶格软化的倾向.目前有一些理论来讨论表面附近原子的非简谐振动[5一7,,文献[71还论证了小颗粒A1、In和Pb等的超导过渡温度的提高,并归因于(。2)的软化.目前这方面的理论还在发展中. 由于我们所感兴趣的复合微晶超导体中,小颗粒是溶浸在某种金属或其他介质中,因此可以期望它比真正自由表面时,表面附近原子振动的非简谐性要弱,并且定域模晶格振动必须代之以声子的概念.这是因为这些颗粒原子的振动通过中间媒质彼此祸合起来,并且在整个复合体内传播.显然中间媒质的性质和颗粒间的平均距离(即中间夹层的厚度)将会影响声子谱的行为.由于复合微晶的颗粒表面原子的非简谐性要比一般小颗粒的自由表面要弱,因此我们有理由近似地忽略界面附近的非简谐性,代之以讨论非理想的界面. 我们知...  (本文共6页) 阅读全文>>

《压电与声光》1972年05期
压电与声光

高频声子——一种新的研究工具

贝尔实验室的科学家们发明了一种新技术,用来产生和调谐称之为声子的“奇异高频”声波。这种高频可以用来研究固体中迄今难于探讨的某些原子性质。 达些科学家已经产生出高达4xloll赫的窄频带声子,这种“奇异高频”大约比目前能获得的频率高出一百倍,此人耳所能听到的频率高数千万倍。声子是物体振动的声能束。在达种高频时,声束取通常认为是热的一种形式。 一束窄的高频声子脉冲可以像光束、X射线、中子、或电子一样用来研究材料的性能。材料跟这种声束起作用,可以给研究人员提供关于材料性能的情报,既然不同的材料跟不同种类的声束起不同的反应,因此高能声子的应用打开了新的研究途径。声子还可以用来探查材料的电性能,品体中的杂质和缺陷,固体中声振动的互作用,以及声子襄减性质。 预计声子发生器的可调谐性和高的功率电平将使声子频谱学在迄今难于达到的频率范围(热频范围)中的应用成为现实。现在已经用来观察蓝宝石(A几03)中杂质钒离子(V,+)的基态分裂。 贝尔实验室...  (本文共1页) 阅读全文>>

《大学物理》1984年08期
大学物理

声子

前言 声子(phonon)是固体物理和近代声学中的一个重要基本概念.但一般固体物理、统计物理和声学的教科书或参考书中,对这一概念的介绍非常简单,甚至有一些不妥的说法,如认为“声子就是晶格振动中的简谐振子.”[1]为了使大家对声子有一个准确而完整的概念,本文拟就声子的引入、声子的性质进行较为详细的讨论.一、声子概念的引入 声子的概念首先是在研究晶格振动时引入的[2].晶格振动是晶体中诸原子(离子)集体在作微振动,其结果表现为晶格中的格波. 由量子力学可知,用经典力学的物理量来描述微观粒子,只能在一定的近似程度内做到.当作为粒子处理时,其能量和具有该能量的时间的误差要满足测不准关系式面E·At—h.而根据经典概念,室温下每个振动所获得的热激发平均能量为 k。T一0.026 eV(式中玻尔兹曼常数 k。一1.38 X 10”’JK-’; T为用绝对温度表示的室温,通常取T一300 K).可是格波中频率较高的振动周期(外子)的数量级为 ...  (本文共3页) 阅读全文>>

《高能物理与核物理》1980年03期
高能物理与核物理

核场论中声子重整化的初步研究

核场论的中心课题,是将原子核的单粒子激发(通常由HF近似给出)和集体激发咬通常由RPA给出),视为互相独立的原激发,而研究它们之间的相互作用。一刀. 在文献[3]中,作者们继建立了核场论之后,又用考虑了固有自能子图(由一根带箭头实线和一根波浪线构成的.带箭头实线表示粒子或空穴;波浪线表示声子)的重整化粒子线,或称非裸粒子线,来代替原来的粒子线,而把核场论向前推进了一步. 相应地,对于另一个原激发一一集体激发,也应该进而考虑它的重整化.对于声子,最重要的固有自能子图,有图1所示的六张.假如像通常那样,先略去含有四点顶点的令必公参会伽 (1)(2)(3)(4)(5)(6) 图1贡献最大的声子固有自能子图图,那么剩下的含有粒子一振动顶点的三张图中,图l(2)一(3),已为粒子重整化所包括,而图l(l)则是对RPA的修正.本文解了固有自能子图取为图1(l)的声子戴逊方程,得到了重整化声子的本征方程(RRPA方程),以及声子和规则与声子权...  (本文共3页) 阅读全文>>

《物理》2008年12期
物理

对高频声子的探测

晶体中的原子在其平衡点附近的摇晃会产生振动波,即声子.声子能在固体中传播声、热能和其他形式的能量,测量声子的性质可以提供有关晶体的结构以及原子间相互作用的各种信息.声子的性质一般是利用与光子的声-光相互作用来测定的.但当声波的波长小到只有原子间距的大小时,就很难利用声-光作用来探测声子了.因此,尽管有许多科学家都认为,在固体中已激发出了高频声子,但却无法用直接或间接的方法来精确地测定它们.现在有两个研究组在原子尺度上来研究这个问题.一个研究组来自美国Michigan大学的M.Trigo教授,他们对镓铟砷化物与铝铟砷化物两层的交界处射入50fs的激光束,这两种砷化物层只有几个原子的厚度,是一种纳米量级的超晶格结构,同时将超晶格结构安置在作为基底的磷化铟晶体上.由于这两种砷化物层在吸收光能时具有不同的效率,所以激光束可以激发出特殊的达到太赫兹频率的声子,它们表现为在每一对层中的两层将不断地做相互接近又相互分开的交替运动.研究者们的第...  (本文共1页) 阅读全文>>

权威出处: 《物理》2008年12期
《物理》1985年07期
物理

固体中高频声子的激励

声子是固体物理中极为活跃的准粒子.声学声子的频率从10~9Hz一直到10~(12)Hz或10~(13)Hz,这一最高频率是由晶格结构决定的. 频率为10~9-10~(11)Hz的声子称为微波声子.产生和检测微波声子的最常用的方法是压电晶体的电磁激励,即在压电单晶薄片或压电薄膜上加上交变电磁场,使之与晶片或薄膜的厚度发生基频或谐频上的共振,从而得到京赫(1京=10~9)级的微波声子;或者把经过光学加工的晶体表面置于微波谐振腔中,利用非谐振的压电表面激励产生声子.Bommel和 Dransfeld[1]等曾用这种方法做了大量工作.1966年,Jaco-bson和Ilukor用这种方法在石英晶体中得到了频率为114GHz的声子[2],这是用这种方法得到的最高频率的声子.除此之外,还可以用磁致伸缩、受激布里渊散射以及半导体的耗尽层等方法来研究微波声子.到本世纪六十年代末,这些实验方法已基本完善,并用于物理研究D. 频率高于10’们Z的声...  (本文共5页) 阅读全文>>

权威出处: 《物理》1985年07期