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文檔簡介

離子晶體的長光學波

離子晶體中的長光學波與紅外光波有強相互作用，使得離子晶體在紅外區對光波有強的反射和吸收，所以紅外光譜手段是固體實驗方法中的重要方法。這一節主要介紹離子晶體中長光學波與電磁波的耦合現象。主要內容離子晶體中長光學波的橫波與縱波；長光學波的宏觀運動方程；長光學波振動的原子理論；離子晶體的光學性質；極化激元。1.長光學波的橫波與縱波光學波描述原胞內各原子或離子的相對運動，對于離子晶體而言，即為正負離子的相對運動；長波近似情況下，正負離子的相對運動保持它們的質心不動，即長光學波使得正負離子產生了相對位移，產生電偶極距，從而使得離子晶體在紅外區對光波有強的相互作用。長光學波依據原子（離子）位移與格波傳播方向的關系分為橫波和縱波。縱光學模不能與電磁波發生耦合，只有橫光學模才能與電磁波發生耦合。縱光學模(ωLO)特征：（1）離子位移‖格波傳播方向（2）不能與電磁波發生耦合，因為電磁波亦為橫波。格波傳播方向+++------+++EdEd橫光學模

(ωTO)特征：（1）離子位移⊥格波傳播方向；（2）能與電磁波發生耦合；（3）ωTO<ωLO格波傳播方向Ed=0Ed=0長光學波的宏觀方程

——黃昆方程長聲學波代表原胞質心的運動——以彈性理論為基礎建立宏觀運動方程長光學波原胞質心不動，正負離子相對振動——宏觀運動方程即黃昆方程主要內容（1）黃昆方程ⅰ.黃昆方程及參數說明ⅱ.黃昆方程系數的關系及推導（2）LST關系(1)黃昆方程體系說明：每個原胞內只含一對離子，質量分別為M+和M-。黃昆方程：參數說明：ⅰ.黃昆方程及體系、參數說明黃昆方程物理意義第一式代表振動方程(1)等號右側第一項是準彈性恢復力，系數b11相當于本征振動頻率的平方負值，即-ω02；(2)等號右側第二項表示電場E的附加恢復力。第二式代表極化方程(1)等號右側第一項表示離子位移引起的極化；(2)等號右側第二項是電場附加的極化。ⅱ.黃昆方程的四個系數重要結論：說明：ε(0)——靜電介電常數ε(∞)——高頻介電常數ε0——真空介電常數黃昆方程的四個系數推導靜電場：（A）式黃昆方程的四個系數推導高頻電場：(B)式(B)代入(A)，即可得到：（2）LST關系1、定義及定義式LST(Lyddano-Sachs-Teller)關系是指ε與ωTO三者之間的關系。定義式：2、關系式證明設黃昆方程的解具有形式，則位移可分為橫波()和縱波()部分.（2）LST關系證明所討論的電介質中沒有自由電荷，故無散：僅限于考慮無旋電場：（2）LST關系證明取旋度(B)（2）LST關系證明取散度（2）LST關系證明(C)（2）LST關系證明即

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