Плотность фононных состояний твердых тел из экспериментальной теплоемкости

Предлагается новый метод вычисления спектральной плотности фононных состояний g(ω) из экспериментальных данных по теплоемкости C(T), полученных в широком интервале температур. На начальном этапе вычислений g(ω) описывается на асимптотиках (вблизи нулевых и граничных частот). Параметры могут быть определены из кривой C(T). Полученное таким образом нулевое приближение для плотности фононных состояний g(ω) затем уточняется посредством итерационного процесса, при котором осуществляется перераспределение по частотам колебательных мод нулевого приближения. Итерационный процесс связан с уменьшением разницы между расчетной и экспериментальной теплоемкостью и управляется перераспределением колебательных мод. Метод рассмотрен для ряда модельных спектров, имеющих разную степень сложности. Полученные результаты указывают на возможность выделения до трех пиков в g(ω) с правильным описанием их формы. Вычислена плотность состояний для алюминия и сделано сравнение с результатами исследований, представленными в литературе.

Ключевые слова:
теплоемкость, плотность фононных состояний, спектр возбуждения основного состояния кристалла
УДК 536.631; 544.223.22

Плотность фононных состояний твердых тел из экспериментальной теплоемкости