三元混晶中长波横光学声子与光子的耦合

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离子晶体(或极性晶体)的长波横光学振动能与光波耦合为一种复合的元激发,这种元激发称为电磁耦[合波]子。本文以电磁波与晶体相互作用的机理开始,详细地讨论了电磁耦子产生的机制,并利用二元离子晶体中解决电磁耦子的成熟思路和较成功的物理模型:MREI模型,计算并讨论了三元混晶中的电磁耦子的基本性质。 对于三元混晶AxB1-xC,经过上述计算,可以得到如下主要结果: 三元混晶中的电磁耦子的频率与波矢的大小有关,与其方向无关。对应于每一个允许的波矢,有三个可能的频率解。该晶格振动有四个特征频率:ωLOAC、ωTOAC、ωLOBC、ωTOBC。在波矢比较小时,低频支的电磁耦子具有明显的电磁性,而高频支的电磁耦子则具有机械振动的特性,当k=0时设为ωLO1。相反,在波矢比较大的时候,高频支的电磁耦子具有明显的电磁性,而低频支的电磁耦子则具有机械性。可以设当波矢逐渐增大时,低频支的频率趋于ωTO2。对于中间的色散支,波矢比较小时,它的频率趋向于ωLO2,在波矢较大时趋向于ωTO1。随着波矢从零开始逐渐增大,这一支频率曲线从ωLO2耦合到ωTO1。 这样,对于一般的双模三元混晶来说,电磁耦子的色散曲线图中普遍存在两个禁带:从ωTO1到ωLO1;从ωTO2到ωLO2。这一点在实验中应该是能够观测到的。
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