Комбинационное рассеяние фононами правила отбора

На практике изучают спектры поглощения электромагнитного излучения с частотами, близкими к частотам колебаний атомов, — инфракрасный (ИК) диапазон (10—10000 сМ ), спектры неупругого (с рождением или уничтожением фонона) рассеяния электромагнитного излучения видимого или ультрафиолетового (УФ) диапазона (комбинационное, или рамановское, рассеяние), рентгеновского излучения или тепловых нейтронов. Инфракрасная спектроскопия и спектроскопия комбинационного рассеяния (КР) позволяют достичь максимального разрешения по энергиям, но из-за малого волнового числа первичного излучения дают информацию (если пренебречь многофононными эффектами, имеющими весьма малую интенсивность) только о колебательных состояниях вблизи центра зоны Бриллюэна (оптическим модам при квазиимпульсе, равном нулю). Кроме этого ограничения в обоих методах существуют правила отбора по симметрии ё спектрах поглощения (ИК спектрах) наблюдаются колебательные моды, характеризующиеся изменением дипольного момента, а в спектрах КР — колебания, при которых изменяется квадрупольный момент. Таким образом, эти две методики дополняют друг друга, и для получения более полной информации о колебательном спектре изучаемого вещества желательно иметь оба спектра. В то же время часть колебаний оказывается неактивной ни в ИК спектрах, ни в спектрах КР (так называемые немые моды). Применение для исследования колебательной структуры твердых тел неупругого рассеяния нейтронов лишено всех упомянутых выше ограничений, но в значительной степени ограничено существенно меньшим разрешением и необходимостью много большего количества вещества для проведения эксперимента. Так, спектры неупругого рассеяния нейтронов на различные углы позволяют, в принципе, определить дисперсионные кривые для всех колебательных мод. Однако низкое разрешение приводит к тому, что подобный анализ возможен лишь для относительно простых систем, а в большинстве случаев возможно рассмотрение только усредненного по всей зоне Бриллюэна суммарного спектра всех колебательных мод. [c.272]

Рассмотрим теперь правила отбора в спектрах комбинационного рассеяния второго порядка. На основании (21.36) в процессах комбинационного рассеяния участвуют фононы всей первой зоны Бриллюэна. Рассмотрим правила отбора для процессов, описываемых уравнением типа (21.33) ). Для обертонных переходов (рассеяние с участием двух тождественных фононов) волновая функция конечного состояния преобразуется по представлению [т] , являющемуся симметричным квадратом физически неприводимого представления т, по которому классифицируется рассматриваемое нормальное колебание кристаллической решетки. На основании общих правил (см. 10) в предположении, что начальное состояние кристалла является основным и классифицируется по полносимметричному представлению, [c.459]

Правила отбора для комбинационного рассеяния с участием двух фононов получим, заменив в предыдущих формулах характеры характерами х преобразований симметричного тензора. Правда, в силу центросимметричности тензора второго ранга здесь мы уже не имеем соотношения, аналогичного соотношению (8.29). [c.280]

Задача о разложении произведения представленпй пространственных групп решалась в ряде работ [453— 455], связанных с конкретными физическими применениями. В частности, в [454] была разработана общая методика для разложения произведения двух и трех неприводимых представлений пространственной группы на неприводимые и получены правила отбора в случае кристаллов группы I d для комбинационного рассеяния с участием двух и трех фононов, соответствующих критическим точкам зоны Бриллюэна. Методика основана на построении характеров произведения неприводимых представлений всей пространственной группы на основании характеров малых представлений. Однако общий метод, развитый в [454], довольно громоздкий, и его использование для расчета правил отбора в спектрах комбинационного рассеяния второго порядка не является необходимым. [c.461]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология