03_06_确定晶格振动的实验方法-杭州电子子科技大学.PDFVIP

固体物理讲义_第三章 晶格振动 03_06 确定晶格振动谱的实验方法 晶格振动的频率和波矢的关系 —— 晶格振动的色散关系，称为晶格振动的振动谱。 利用中子非弹性散射、X 射线散射和光子与晶格的非弹性散射实验来测定晶格振动的振动谱。 1 中子非弹性散射 2  p 入射晶体时中子的质量m 、动量p 、能量E n 2M n 2  p 出射晶体后中子的动量p 、能量E 2M n 2 2 : (q ) Absorb a Phonon p p  ( ) 根据能量守恒定律：   q   : (q ) Emit a Phonon 2M n 2M n     : q Absorb a Phonon        动量守恒：   p p q G n    q Emit a Phonon  :      倒格子矢量 —— G n b n b n b n 1 1 2 2 3 3  声子的准动量 —— q —— 中子的能量（0.02~0.04 eV ）与声子的能量（~10 –2 eV ）具有相同的数量级 —— 实验只要测得各个方位上入射中子和散射中子的能量差E E (q ) _____确定声子的 n n 频率      —— 根据入射中子和散射中子方向的几何关系p p  q  G n ______确定声子的波矢，就可以   确定声子的振动谱(q) ~ q 。 —— 从反应堆出来的慢中子的能量与声子的能量接近，因此可以比较容易地测定中子散射前后的能 量变化，从而直接准确地给出声子能量的信息。  中子激发起声子的最小能量 假定入射的中子能虽很小，不足以激发起声子，在散射过程中只有吸收声子。下面计算一下中子在 晶体中激发起声子所需的最小能量。  声子的频率是倒格矢的周期函数 ——