С Тернавська - Фактор-групові розщеплення іч-спектрів - страница 1

Страницы:
1 

ВІСНИК ЛЬВІВ. УН-ТУ

Серія фізична. 2001. Bun.34. С.38-42

VISNYK OF L VIV UNIV. Physical Series. 2001. №. 34. P.38-42

УДК 537.226;538.936;621.315 PACS number(s): 63.20.-e

 

ФАКТОР-ГРУПОВІ РОЗЩЕПЛЕННЯ ІЧ-СПЕКТРІВ MW

С. Тернавська

Львівський національний університет імені Івана Франка фізичний факультет, кафедра експериментальної фізики вул.Кирила і Мефодія 8, 79005, Львів, Україна

Фактор-групове розщеплення можна розглядати як дисперсійну взаємодію між флуктуаціями електронної густини в одному шарі та індукованою нею флуктуацією густини в сусідньому шарі. З огляду на трансляційну інваріантність відповідні хвильові функції задовольнятимуть умови симетрії, що дає змогу в цій задачі застосовувати теоретико-групові підходи, розроблені О.С. Давидовим для екситонних спектрів молекуляр­них кристалів.

Ключові слова: кристал, фактор-групове розщеплення, шар.

Сильно анізотропні шаруваті кристали InxTli_xJ становлять значний інтерес з погляду динаміки ґратки та структури фононних спектрів. Річ у тім, що слабкі міжшарові взаємодії ван-дер-ваальсівського типу мало впливають на загальну картину фононних спектрів. Динаміку таких ґраток можна наближено розглядати у рамках двовимірної моделі. Картина певною мірою нагадує ситуацію у молекулярних кристалах, де міжмолекулярні взаємодії також значно слабші від ковалентних взаємодій у молекулах. Отже, основні моди можна вважати пошаровими, тобто пов'язаними з коливаннями у шарах, а певні низькочастотні моди можуть бути проінтерпретовані як такі, що пов'язні з коливаннями шарів як цілого.

Ми виміряли ІЧ-спектри поглинання монокристалів твердих розчинів заміщення InxTli.xJ у поляризованому світлі для двох поляризаційних орієнтацій: Е\\а, Е\\с. Кристали вирощені методом Бріджмена з бінарних сполук InJ, T1J і мають характерну для шаруватих кристалів текстуру. Використовували спектрометр Specord-80. Як поляризатор застосовували поляризаційну стопу з селеновими плівками. Установка давала змогу вимірювати поляризовані спектри поглинання з похибкою у визначенні коефіцієнта поглинання К не вище 5%, відтворюваністю абсолютних положень піків у межах +1 см"1 та фіксацією розщеплень з похибкою не більше 2 см"1.

Специфіка хімічних зв'язків досліджуваних кристалів In/Tl^jJ (переважно іонно-ковалентних у "сендвічних" шарах і ван-дер-ваальсівських поміж шарами) та наявність у примітивній комірці кристала двох формульних одиниць (z=2) уможливлюють реалізацію і безпосередню спектроскопічну фіксацію цікавої особливості елементарних збуджень, пов'язаної з давидівським розщепленням фононих мод.

 

 

 

© Тернавська С, 2001

Кристали InxTli_xJ мають ромбічні ґратки  з просторовою групою симетрії

17

Djfj =Сттт. Таблиця характерів незвідних представлень для цієї групи наведена нижче.

Таблиця 1.


Характери незвідних представлень групи D2b=mmm

Характери незвідних представлень групи C2v =тт2

 

C2v=mm2

Е

C2(z)

а у (xz)

CTv(yz)

Аі

1

1

1

1

А2

1

1

-1

-1

 

1

-1

1

-1

в2

1

-1

-1

1

З урахуванням кореляції між незвідними представленнями груп D2h і C2v (рисі), бачимо, що з міркувань симетрії давидівське розщеплення в InxTlbxJ повинно виявлятися для Аі\\а ) та Вх(Е\\с), що відповідає ІЧ-активним модам Вій та В2и, В3а.

 

D2h C2v

 

Рисі. Кореляція незвідних пред-ставлень груп D2/,=mmm і C2v=mm2.Виділено 14-активні моди.

На рис.2 показано фрагмент ІЧ-спектра поглинання зразків Ino.3Tlo.7j, Ino.5Tlo.5j, Ino.7Tlo.3j, Де суцільна лінія відповідає Е\\а , а пунктирна - пунктирна Е\\с

40


С.Тернавська


7

У табл.З наведені значення фактор-групових розщеплень для найбільш характерних фононних смуг кристалів Ino.3Tlo.7J, Ino.5Tlo.5J, Ino.7Tlo.3J- Як бачимо, ці розщеплення невеликі, що й зрозуміло, адже дисперсійна взаємодія, якою зумовлене це розщеплення, значно менша порівняно з іншими типами взаємодій. Як відомо, у молекулярних кристалах картина цілком подібна [1].

Таблиця 3.

Фактор-групове розщеплення ІЧ-спектрів поглинання кристалів

 

Номер смуги

vei Ы,СМ1

ve1ic,cm-1

Av.cm"1

blo.3Tlo.7J

1

266,2

260,9

5.3

2

275,8

275,7

0.1

3

281,5

284,2

2.7

4

348,5

352,5

4.0

5

719,9

720,7

0.8

6

728,2

733,0

4.8

Ino.5Tlo.5J

1

252,4

251,9

0.5

2

269,1

271,9

2,8

3

335,1

332,3

2.8

4

384,3

380,1

4,2

5

416,3

404,5

11,8

Ino.7Tlo.3J

1

283,4

288,6

5.2

2

324,4

328,4

4.0

3

353,1

355,9

2.8

4

388,1

388,9

0.8

5

723,3

716,2

7.1

Взаємодію ван-дер-ваальсівського типу поміж шарами у кристалах lnxT\\.xJ, з якою пов'язане спостережуване фактор-групове розщеплення, за характером можна розглядати як дисперсійну взаємодію між флуктуаціями електронної густини в одному шарі та індукованою нею флуктуацією густини в сусідньому шарі. В силу трансляційної інваріантності відповідні хвильові функції задовольнятимуть умови симетрії, що дає змогу в цій задачі застосовувати теоретико-групові підходи, розроблені О.С. Давидовим для екситонних спектрів молекулярних кристалів [2].

Автор висловлює щиру подяку професору Я.О.Довгому та доценту А.В. Франіву за допомогу та корисні дискусії.

1.     Marzocchi М.Р., Bonadeo К, TaddeiG. Infrared spectra in polarized light of crystalline benzene and benzene-aV // J.Chem.Phys. 1970. Vol. 53. P. 867.

2.     Давыдов А. С. Теория молекулярных экситонов. M., 1968.

42


С.Тернавсыса

FACTOR-GROUP SPLITTING IN THE IR SPECTRA OF Ii^Tl^

S.Ternavska

Experimental Physics Chair, Physics Department, Lviv Ivan Franko National Universiti, 8 Kyryla і Mefodija Str., Lviv UA-79005, Ukrain

According to its character, the interaction among the layers of the Van-der-Vaals type taking place in the InxTlj.xJ crystals, which is the reason of the observed factor-group splitting, may be considered as a dispersive interaction among the electron density fluctuations in one layer and the density fluctuations in the neighbouring layer induced by the former fluctuations. Owing to translation invariance, the corresponding wave functions would obey specific symmetry conditions. This allows one to apply the group theory approaches developed by A.S.Davydov when solving the mentioned problem.

Key words: crystal, factor-group splitting, layer.

Стаття надійшла до редколегії 5.05.2001 Прийнята до друку 6.09.2001

Страницы:
1 


Похожие статьи

С Тернавська - Фактор-групові розщеплення іч-спектрів