Фонон
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9b/1D_normal_modes_%28280_kB%29.gif/220px-1D_normal_modes_%28280_kB%29.gif)
Фоно́н — квазічастинка в кристалічному твердому тілі, яка є хвилею коливань атомів навколо їхніх рівноважних положень.
Фонони грають велику роль у фізиці твердого тіла, оскільки великою мірою зумовлюють теплопровідність кристалів і обмежують електричну провідність.
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/66/Monoatomic_chain_phonon_dispersion.svg/220px-Monoatomic_chain_phonon_dispersion.svg.png)
![](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c8/Diatomic_phonons_uk.png/220px-Diatomic_phonons_uk.png)
При скінченній температурі атоми кристалічної ґратки хаотично рухаються, зміщуючись із положень рівноваги. Зміщений атом штовхає сусідні атоми, ті, своєю чергою, теж зміщуються і штовхають наступні. В результаті кристалом поширюється хвиля зміщень, яка називається фононом.
Фонон характеризується квазі-імпульсом, який визначає напрям розповсюдження й довжину хвилі, а також частотою коливань. Залежність частоти від квазі-імпульса називається законом дисперсії. Як правило, у кристалах існує кілька дисперсійних гілок, а саме 3N, де N — число атомів у елементарній комірці кристала.
Для трьох гілок частота коливань лінійно залежить від квазі-імпульсу в області малих квазі-імпульсів (Γ-точка зони Брілюена). Така залежність характерна для законів дисперсії звуку чи світла. Ці три гілки називаються акустичними фононами. У випадку акустичних фононів елементарна комірка зміщується при коливаннях як одне ціле.
Решта 3N-3 гілки мають ненульову частоту коливань навіть при нульовому значенні квазі-імпульса. Ці гілки називаються оптичними фононами. Своєю назвою вони завдячують тому факту, що багато з них сильно взаємодіють зі світлом, проявляючись в оптичних спектрах в інфрачервоному діапазоні. Оптичні фонони характеризуються тим, що атоми одної елементарної комірки зміщуються один відносно іншого.
Фононні спектри кристалів вивчають за допомогою розсіювання нейтронів.
- Пінкевич І.П., Сугаков В.Й. (2006). Теорія твердого тіла. Київ: Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет".
- Давыдов А.С. (1976). Теория твердого тела. Москва: Наука.
![]() |
Це незавершена стаття з фізики. Ви можете допомогти проєкту, виправивши або дописавши її. |
Квазічастинки |
Біекситон | Дірка | Куперівська пара | Магнон | Орбітон | Плазмон | Поляритон | Полярон | Фазон | Флуктуон | Фонон | Екситон | Електрон | Ротон |
Фундаментальні |
| ||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Збірні |
| ||||||||||||||||||||||||
Квазічастинки |
Text is available under the CC BY-SA 4.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.