Advertisement

Il Nuovo Cimento B (1965-1970)

, Volume 66, Issue 1, pp 1–10 | Cite as

Anharmonic phonon spectrum and heat capacities of solid neon

  • R. K. Gupta
  • N. P. Gupta
Article

Summary

A pseudoanharmonic central-force rigid-atom model has been used to study the phonon spectrum, dispersion curves and heat capacities of solidified neon. The model uses a Buckingham-type exponential potential function, the parameters of which are derived from crystal data. The effect of zero-point vibrations has been taken into account by an iteration method and the contributions of cubic and quartic terms of the potential-energy expansion are included at 0 °K, through Helmholtz free energy. The effect of zero-point anharmonicity over frequency spectrum, dispersion of phonons and heat capacities is seen to be appreciable. The (ϑ, T) curve has a shape similar to other theoretical ones. The agreement between computed and observed specific heats is good. The inherent defects of the model have also been pointed out.

Keywords

Dispersion Curve Phonon Spectrum Phonon Dispersion Curve Anharmonic Effect Anharmonic Parameter 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Ангармонический фононный спектр и теплоемкости твердого неона

Реэюме

Модель жесткого атома с псевдо-ангармони ческой центральной силой была испольэована для исследования фононного спектра, дисперсионных кривых и теплоемкостей твердого неона. Модель испольэует зкспоненциальную потенциальную функцию, букингемовского типа, параметры которой выводятся иэ кристаллических данных. С помошью итерационного метода было учтено влияние нулевых колебаний, и были включены вклады кубичных и квадратичных членов раэложения потенциальной знергии при О К череэ свободную знергию Гельмгольца. Повидимому, влияние нулевой ангармоничности на частотный спектр, дисперсию фононов и теплоемкости является эначительным. Кривая (θ, Т) имеет форму, аналогичную другим теоретическим кривым. Согласие между вычисленными и наблюденными удельными теплотами является хорощим. Также были отмечены дефекты, свойственные зтой модели.

Riassunto

Si è usato un modello di atomo rigido con forza centrale pseudoanarmonica per studiare lo spettro dei fononi, le curve di dispersione e le capacità termiche del neon solidificato. Si usa per il potenziale una funzione esponenziale del tipo di Buckingham, i cui parametri vengono ricavati dai dati del cristallo. Si è tenuto conto dell’effetto delle vibrazioni del punto zero con un metodo iterativo e si sono inclusi a 0 °K, tramite l’energia libera di Helmholtz, i contributi dei termini cubici e del quarto ordine dello sviluppo dell’energia potenziale. L’effetto dell’anarmonicità del punto zero sullo spettro di frequenza, sulla dispersione dei fononi e le capacità termiche risultano apprezzabili. La curva (ϑ, T) ha un andamento simile alle altre curve teoriche. L’accordo fra i calori specifici calcolati ed osservati è buono. Si mettono in evidenza i difetti inerenti al modello.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

ReferencesReferences

  1. (1).
    G. K. Horton andJ. W. Leech:Proc. Phys. Soc.,82, 816 (1963).ADSCrossRefGoogle Scholar
  2. (2).
    N. P. Gupta andB. Dayal:Phys. Stat. Sol.,18, 731 (1966).ADSCrossRefGoogle Scholar
  3. (3).
    J. W. Leech andJ. A. Reissland:Phys. Lett.,14, 304 (1965).ADSCrossRefGoogle Scholar
  4. (4).
    J. A. Reissland:Disc. Faraday Soc.,40, 123 (1965).Google Scholar
  5. (4).
    E. A. Guggenheim andM. L. McGlashan:Proc. Roy. Soc., A255, 450 (1960).ADSGoogle Scholar
  6. (6).
    R. J. Munn:Journ. Chem. Phys.,42, 3032 (1965).ADSCrossRefGoogle Scholar
  7. (7).
    N. P. Gupta andB. Dayal:Phys. Stat. Sol.,15, 465 (1966).ADSCrossRefGoogle Scholar
  8. (8).
    N. P. Gupta andR. K. Gupta:Can. Journ. Phys.,47, 617 (1969).ADSCrossRefGoogle Scholar
  9. (9).
    J. S. Brown:Proc. Phys. Soc.,89, 987 (1966).ADSCrossRefGoogle Scholar
  10. (10).
    J. S. Brown:Can. Journ. Phys.,43, 1831 (1965).ADSCrossRefGoogle Scholar
  11. (11).
    G. L. Pollack:Rev. Mod. Phys.,36, 748 (1964).ADSCrossRefGoogle Scholar
  12. (12).
    E. A. Mason andW. E. Rice:Journ. Chem. Phys.,22, 843 (1954).ADSCrossRefGoogle Scholar
  13. (13).
    P. A. Flinn andA. A. Maradudin:Ann. of Phys.,22, 223 (1963).ADSCrossRefGoogle Scholar
  14. (14).
    R. K. Gupta andN. P. Gupta:Phys. Stat. Sol.,30, K41 (1968).Google Scholar
  15. (15).
    M. Blackman:Proc. Roy. Soc., A148, 365 (1935).ADSCrossRefGoogle Scholar
  16. (16).
    H. Fenichel andB. Serin:Phys. Rev.,142, 490 (1966).ADSCrossRefGoogle Scholar
  17. (17).
    D. N. Batchelder, D. L. Losee andR. O. Simmons:Phys. Rev.,162, 767 (1967).ADSCrossRefGoogle Scholar
  18. (18).
    C. Fagerstroem andA. C. Hollis Hallett:Proc. IX Inter. Conf. LT. Phys. Columbus, Ohio, 1964 (New York, 1965), p. 1092.Google Scholar
  19. (19).
    N. P. Gupta:Aust. Journ. Phys.,22, 471 (1969).ADSCrossRefGoogle Scholar
  20. (20).
    G. Dolling andA. D. B. Woods: inThermal Neutron Scattering (New York, 1965), p. 193.Google Scholar
  21. (21).
    T. H. K. Barron:Discussion Faraday Soc.,40, 69 (1966).CrossRefGoogle Scholar
  22. (22).
    E. R. Dobbs andG. O. Jones:Rept. Progr. Phys.,20, 516 (1957).ADSCrossRefGoogle Scholar
  23. (23).
    W. C. Overton jr.: inLattice Dynamics, Proceedings of the International Conference, Copenhagen, 1963, p. 287.Google Scholar
  24. (24).
    J. L. Feldman, G. K. Horton andJ. B. Lurie:Bull. Am. Phys. Soc.,10, 434 (1965).Google Scholar
  25. (25).
    R. K. Gupta andN. P. Gupta:Proc. Symp. Nucl. and Solid State Phys., vol.3 (Bombay, 1968, p. 32.Google Scholar
  26. (26).
    B. Dayal andB. Sharan:Proc. Roy. Soc., A262, 136 (1961).ADSCrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Società Italiana di Fisica 1970

Authors and Affiliations

  • R. K. Gupta
    • 1
  • N. P. Gupta
    • 1
  1. 1.Physics DepartmentUniversity of JodhpurJodhpur

Personalised recommendations