Аномалия Кона - Википедия - Kohn anomaly

А Аномалия Кона является аномалией в дисперсионном соотношении фонон ветка в металле. Для конкретного волновой вектор, то частота (и, следовательно, энергия ) ассоциированного фонона значительно занижена, и на его производная. Впервые они были предложены Уолтер Кон в 1959 г.[1] В крайних случаях (что может произойти в материалах с низкой размерностью) энергия этого фонона равна нулю, что означает, что возникает статическое искажение решетки. Это одно из объяснений волны зарядовой плотности в твердых телах. Волновые векторы, при которых возможна аномалия Кона, являются векторами вложенности Поверхность Ферми, то есть векторы, которые соединяют множество точек поверхности Ферми (для одномерной цепочки атомов этот вектор будет ). Электронно-фононное взаимодействие вызывает жесткое смещение Сфера Ферми и отказ Приближение Борна-Оппенгеймера так как электроны больше не следуют адиабатическому движению ионов.

В фононном спектре металла аномалия Кона - это разрыв в производной дисперсионного соотношения, который возникает в определенных точках высокой симметрии первого Зона Бриллюэна, вызванный резким изменением экранирования колебаний решетки электронами проводимости. Аномалии Кона возникают вместе с Колебания Фриделя если учесть Приближение Линдхарда вместо Приближение Томаса – Ферми чтобы найти выражение для диэлектрическая функция однородного электронного газа. Выражение для реальная часть из взаимное пространство диэлектрическая проницаемость, полученная после Теория Линдхарда включает логарифмический член, который является сингулярным в , куда это Волновой вектор Ферми. Хотя эта особенность довольно мала в обратном пространстве, если взять преобразование Фурье и переходит в реальное пространство, Феномен Гиббса вызывает сильное колебание в непосредственной близости от указанной особенности. В контексте фонона дисперсионные соотношения эти колебания выглядят как вертикальные касательная в сюжете , называемые аномалиями Кона.

Многие различные системы демонстрируют аномалии Кона, в том числе графен,[2] сыпучие металлы,[3] и многие низкоразмерные системы (причина в условии , который зависит от топология из Поверхность Ферми ). Однако важно подчеркнуть, что только материалы, показывающие металлический поведение может демонстрировать аномалию Кона, поскольку мы имеем дело с приближениями, которые требуют однородного электронного газа.[4]

Для экспериментальных результатов можно обратиться к.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Кон, В. (1959). «Изображение поверхности Ферми в колебательном спектре металла». Phys. Rev. Lett. 2 (9): 393–394. Дои:10.1103 / PhysRevLett.2.393.
  2. ^ С. Писканек, М. Лазцери, Ф. Маури, А. К. Феррари и Дж. Робертсон, Аномалии Кона и электрон-фононные взаимодействия в графите, Phys. Rev. Lett., 93, 185503 (2004)
  3. ^ Д. А. Стюарт, Ab initio исследование фононной дисперсии и аномалий в палладии, New J. Phys., 10, 043025 (2008) Статья в открытом доступе
  4. ^ Р. М. Мартин, Электронная структура, основная теория и практические методы, Cambridge University Press, 2004 г., ISBN  0-521-78285-6
  5. ^ Ренкер, Б .; Rietschel, H .; Pintschovius, L .; Gläser, W .; Brüesch, P .; Kuse, D .; Райс, М. Дж. (1973-05-28). «Наблюдение гигантской аномалии Кона в одномерном проводнике K_2Pt (CN) _4Br_0.3 · 3H_2O». Письма с физическими проверками. 30 (22): 1144–1147. Bibcode:1973ПхРвЛ..30.1144Р. Дои:10.1103 / PhysRevLett.30.1144.