Как вы наблюдаете «тихие» квантовые колебания?

В теории квантовых колебаний (также известных как фононы) полезно разделить колебательные нормальные моды кристалла на основе их представления в группе симметрии кристалла. Представления означают, как фонон будет трансформироваться при операциях симметрии, таких как отражение, вращение, инверсия и т. д. Например, конкретный фонон может иметь А 1 ты представление в кубической кристаллической группе О час , а нижний индекс ты сказал бы вам, что фонон антисимметричен при инверсии.

Основываясь на представлении, обычно можно назначать представления фононов как инфракрасно- или комбинационно-активных на основе их симметрии. Короче говоря, первое требует чего-то антисимметричного относительно инверсии, а второе требует инверсионной симметрии. Это назначение полезно в реальных экспериментах, в которых используется инфракрасное поглощение или комбинационное рассеяние, чтобы предсказать, какие фононы должны быть видны.

Однако не все представления можно отнести к инфракрасно- или комбинационно-активным. В кристаллах без инверсионной симметрии некоторые представления одновременно активны в инфракрасном и комбинационном диапазонах, в то время как другие не являются ни тем, ни другим и классифицируются как тихие моды (см. Главу 8.8 Теории групп Дрессельхауса, стр. 160).

У меня следующий вопрос: существует ли общий способ наблюдения безмолвных фононов с помощью света ? Если нет такого метода с использованием света, как можно наблюдать эти безмолвные режимы?

Я хочу подчеркнуть слово «общий» в своем вопросе, поскольку в особых случаях можно было бы наблюдать некоторые молчаливые режимы. Что меня интересует, так это систематический метод регулярного наблюдения за всеми этими так называемыми молчаливыми режимами.

У Эшкрофта и Мермина есть глава, посвященная измерению дисперсионных соотношений фононов. Падающие частицы включают нейтроны, рентгеновские лучи и оптические измерения комбинационного рассеяния и Бриллюана.
Да конечно делают, но вопрос беззвучных режимов там не обсуждают. Хотя верно, что вдали от центра зоны фононы не образуют неприводимых представлений группы симметрии кристалла и перестают быть «молчащими». Однако в центре зоны такие методы, как рентгеновский и нейтронный, обнаруживают только инфракрасные активные моды, поскольку е я к Икс ≈ я к Икс для маленьких к . Хотя в центрах зон более высокого порядка, я полагаю, это можно обойти... Тем не менее, меня больше всего интересуют оптические методы.
Как указывает @Mr.Eight ниже, гипер-рамановский подход был бы подходящим вариантом.
... поэтому я уже принял его ответ

Ответы (2)

Одним из методов, позволяющих исследовать тихие моды, является гиперкомбинационное рассеяние. Этот метод очень похож на обычный рамановский, но включает трехфотонный процесс: два фотона с энергией ю я возбуждают систему, и один фотон с энергией 2 ю я ± ю п час о н о н испускается. Он по своей природе нелинейный и включает квадратичный член в разложении индуцированной поляризации кристалла. Подробное описание эксперимента/теории см. в [ГИПЕРКОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ НА КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ВОЗБУЖДЕНИЯХ В КРИСТАЛЛАХ, СТЕКЛАХ И ЖИДКОСТЯХ В.Н. ДЕНИСОВ, Б.Н. МАВРИН, Ю.Б. ПОДОБЕДОВ в «PHYSICS REPORTS» (1987).

Однако, если вам повезет, вы можете попытаться наблюдать только комбинационное рассеяние второго порядка при энергии, вдвое превышающей ожидаемую. А ты режим, так как (например, для группы точек ммм) А ты ⊗ А ты "=" А г

Очень интересно! Способен ли Hyper Raman наблюдать любой безмолвный фонон? Или есть какая-то "зацепка" за то, что она может дер? Некоторое объяснение процесса Hyper-Raman было бы очень полезно!
@KFGauss, да, я не вижу причин, по которым некоторые тихие фононы должны быть неактивны в HRS (за исключением случая, когда соответствующий тензорный элемент HRS просто слабый или когда одна из тихих мод является акустической [хотя не уверен, что это возможно]) . «Уловка» — это настоящий эксперимент, так как HRS крайне слаб. Кроме того, поскольку одновременно активны многие моды, может быть довольно сложно приписать симметрию конкретному фонону без каких-либо априорных знаний в любой более или менее сложной системе (большая ячейка и т. д.).
Это очень полезно и именно то, что я искал, спасибо, мистер Эйт.
@KFGauss, с удовольствием.

Справочник, рекомендованный Mr.Eight (спасибо!) дает подробный анализ правил выбора для HRS; например: «В ГКР центросимметричных систем могут быть активны только нечетные моды (симметрия «u»). Поскольку в спектрах КРС этих систем активны только четные моды, спектры центросимметричных систем».

Поэтому не следует автоматически предполагать, что в гиперкомбинационном рассеянии будут активны все моды.

Как вы наблюдаете «тихие» квантовые колебания?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v