在簡(jiǎn)諧近似下,應(yīng)用改進(jìn)分析型嵌入原子法模擬了六方密排結(jié)構(gòu)金屬鈹、鎂和鋯沿ΓK、KM、ΓM和ΓA對(duì)稱(chēng)方向的聲子色散曲線,計(jì)算了五個(gè)不同對(duì)稱(chēng)點(diǎn)處振動(dòng)態(tài)的極化矢量,討論了原子的振動(dòng)特征。結(jié)果表明:鈹、鎂和鋯三種金屬的聲子色散曲線非常相似,只是數(shù)值不同;沿ΓK、KM和ΓM對(duì)稱(chēng)方向,三種金屬均有六條獨(dú)立的色散曲線,每個(gè)波矢對(duì)應(yīng)有六種振動(dòng)態(tài);沿ΓA方向存在四條獨(dú)立色散曲線,其中OT色散曲線是由OT₁和OT₂色散曲線簡(jiǎn)并而成。在同一波矢下,OT₁對(duì)應(yīng)的振動(dòng)態(tài)完全在X方向極化,而OT₂相應(yīng)的振動(dòng)態(tài)完全在Y方向極化,屬于兩種不同的振動(dòng)態(tài),相似情況也發(fā)生在AT色散曲線中。 

【文章來(lái)源】：材料導(dǎo)報(bào). 2020,34(22)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

六方密排晶體結(jié)構(gòu)和第一布里淵區(qū):(a) 晶胞,(b) 第一布里淵區(qū)

由改進(jìn)分析型嵌入原子法模型所得到的六方密排金屬鈹、鎂和鋯沿ΓK、KM、ΓM和ΓA四個(gè)對(duì)稱(chēng)方向的聲子色散曲線如圖2—圖4所示,圖中(Λ、T、Σ和Δ表示不同對(duì)稱(chēng)方向,分別對(duì)應(yīng)ΓK、KM、ΓM和ΓA四個(gè)方向,向左或向右的橫向箭頭表示波傳播方向。AT、AL分別表示聲學(xué)橫向振動(dòng)色散曲線和聲學(xué)縱向振動(dòng)色散曲線,OT、OL分別表示光學(xué)橫向振動(dòng)色散曲線和光學(xué)縱向振動(dòng)色散曲線。如圖2—圖4所示,整體上三種金屬的聲子色散曲線非常相似,僅在數(shù)值大小上有所不同,這表明聲子色散關(guān)系強(qiáng)烈地依賴(lài)于晶體結(jié)構(gòu)。三種金屬沿ΓK、KM和ΓM對(duì)稱(chēng)方向上均有六條獨(dú)立振動(dòng)的色散曲線,其中三條為光學(xué)振動(dòng)色散曲線,另外三條為聲學(xué)振動(dòng)色散曲線,即同一個(gè)波矢對(duì)應(yīng)有六種振動(dòng)態(tài)。盡管沿ΓA對(duì)稱(chēng)方向上僅觀察到四條獨(dú)立的振動(dòng)色散曲線即兩條光學(xué)振動(dòng)色散曲線和兩條聲學(xué)振動(dòng)色散曲線,但光學(xué)振動(dòng)色散曲線OT是由兩條光學(xué)振動(dòng)色散曲線OT1和OT2簡(jiǎn)并而成,類(lèi)似地,聲學(xué)振動(dòng)色散曲線AT是由兩條聲學(xué)振動(dòng)色散曲線AT1和AT2簡(jiǎn)并而成,這是由于ΓA方向的對(duì)稱(chēng)性高于ΓK、KM和ΓM方向[18]。值得注意的是,沿ΓA對(duì)稱(chēng)方向雖然有四條獨(dú)立的振動(dòng)色散曲線,但仍存在六種振動(dòng)態(tài),即振動(dòng)態(tài)不僅與原子振動(dòng)頻率相關(guān),而且與原子振動(dòng)方向有關(guān)[19],后續(xù)將進(jìn)一步說(shuō)明。此外,沿ΓK和ΓM方向,在Γ點(diǎn)附近三種金屬的聲學(xué)振動(dòng)色散曲線AT1和AT2存在簡(jiǎn)并現(xiàn)象,特別是在金屬鎂中比較明顯。這主要是因?yàn)樵陂L(zhǎng)波長(zhǎng)條件下,晶體可看作連續(xù)介質(zhì),兩橫向振動(dòng)波在介質(zhì)中的傳播速度近似相等,使得振動(dòng)頻率相同[20]。在各個(gè)對(duì)稱(chēng)方向上,均觀測(cè)到由不同色散曲線交叉而形成的節(jié)點(diǎn)。例如沿ΓK方向,金屬鎂中存在五個(gè)節(jié)點(diǎn),分別是OT2色散曲線與AT2、AL、OT1和OL色散曲線間的交叉點(diǎn),以及OL與OT1色散曲線之間的交叉點(diǎn),盡管在這些節(jié)點(diǎn)處原子的振動(dòng)頻率相同,但振動(dòng)方式各異。圖3 金屬鎂沿四個(gè)對(duì)稱(chēng)方向上的聲子色散曲線

金屬鎂沿四個(gè)對(duì)稱(chēng)方向上的聲子色散曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]金屬鍶的聲子譜及振動(dòng)性質(zhì)的研究[J]. 張曉軍,王安祥,高賓,陳長(zhǎng)樂(lè).  材料導(dǎo)報(bào). 2015(04)



本文編號(hào)：3601729