Низкочастотные особенности фононных спектров и низкотемпературная термодинамика неупорядоченных твердых растворов

Abstract

Для реалистичной модели кристаллической решетки на микроскопическом уровне проанализированы условия образования и характеристики квазилокальных колебаний. Исследована их эволюция с ростом концентрации примесных атомов. Показано, что формирование бозонных пиков обусловлено в первую очередь дополнительной дисперсией быстрых акустических фононов, причиной которой является рассеяние этих фононов (связанных с колебаниями атомов основной решетки) на квазилокальных колебаниях, локализованных на примесях. Продемонстрирована аналогия между бозонными пиками в неупорядоченных системах и первой особенностью ван Хова в регулярных кристаллических структурах. Проанализированы проявления квазилокальных колебаний и бозонных пиков в поведении низкотемпературной теплоемкости и их изменение с ростом концентрации примесей.

Для реалістичної моделі кристалічної ґратки на мікроскопічному рівні проаналізовано умови утворення та характеристики квазілокальных коливань. Досліджено їхню еволюцію зі зростанням концентрації домішкових атомів. Показано, що формування бозонних піків обумовлено в першу чергу додатковою дисперсією швидких акустичних фононів, причиною якої є розсіювання цих фононів (що пов’язані з коливаннями атомів основної ґратки) на квазілокальних коливаннях, які локалізовані на домішках. Продемонстровано аналогію між бозонними піками в невпорядкованих системах и першою особливістю ван Хова в регулярних кристалічних структурах. Проаналізовано прояви квазілокальних коливань та бозонних піків в поведінці низькотемпературної теплоємності та їхня зміна зі зростанням концентрації домішок.