Les phonons, ou vibrations collectives d'un ensemble d'atomes en interactions, représentent un des aspects les plus importants de la physique des solides. Ils interviennent dans des propriétés aussi diverses que la propagation d'ondes sonores, la chaleur spécifique, la conductivité thermique et électrique, la supraconductivité, la ferro-électricité. On peut comprendre l'existence de telles vibrations à partir des interactions de chaque atome avec ses voisins : si on impose localement, à la surface par exemple, un mouvement perturbateur qui déplace un certain nombre d'atomes de leur position d'équilibre, ceux-ci agissent sur leurs voisins, et la perturbation locale de départ s'étend de proche en proche au solide tout entier sous forme d'un mouvement collectif. Dans l'approximation classique où l'on assimile le solide à un continuum élastique, on peut montrer que le mouvement le plus général est la superposition d'ondes progressives de la forme :
où u⃗
0 est l'amplitude de la déformation, ν = ω/2 π la fréquen […]
Autres références
« PHONON » est également traité dans :
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HYPERSONS
Auteur :
Pierre TOURNOIS
Dans le chapitre "Interactions" : …
À côté de l'interaction *phonon acoustique-phonon thermique responsable de l'atténuation des hypersons, de nombreux autres effets d'interactions peuvent exister : l'effet des dislocations, la diffraction par les défauts cristallins, les effets thermo-élastique, acousto-électrique dans les milieux semi-conducteurs, magnéto-élastique dans les milieux…
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MÖSSBAUER EFFET
Auteur :
Pierre IMBERT
Dans le chapitre "L'origine physique de l'effet Mössbauer" : …
quantifié et ne peut s'effectuer que par création d'un nombre entier de quanta d'énergie de *vibrations cristallines, ou phonons. En fait, lors de la désexcitation d'un grand nombre de noyaux identiques, les processus d'émission gamma accompagnés de création de zéro, d'un ou de plusieurs phonons coexistent, avec des probabilités différentes…
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OPTIQUE CRISTALLINE - Diffraction par les cristaux
Auteur :
André AUTHIER
Dans le chapitre "Étude de l'agitation thermique par diffusion inélastique des neutrons" : …
se propagent dans le cristal. Ces ondes peuvent être représentées par des particules appelées *phonons de la même manière que l'on peut représenter les ondes électromagnétiques par les photons. L'agitation thermique joue un rôle fondamental dans un très grand nombre de propriétés de base des matériaux : chaleur spécifique, dilatation…
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PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Bosons
Auteurs :
Claude COHEN-TANNOUDJI, Jacques DUPONT-ROC, Gilbert GRYNBERG, Bernard PIRE
Dans le chapitre "Bosons « quasi particulaires »" : …
des bosons comme quasi-particules décrivant le comportement collectif des atomes d'un solide. *Les phonons représentent les vibrations collectives d'un ensemble d'atomes en interactions, lorsqu'on passe d'une description classique à une description quantique de ce phénomène. Lorsqu'on voit le solide comme un continuum élastique, on décrit son…
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SURFACE PHÉNOMÈNES DE
Auteurs :
Jean-François JOANNY, Jean SUZANNE
Dans le chapitre "Les phonons" : …
très semblable aux ondes capillaires des liquides et ont été étudiées, dès 1885, par lord Rayleigh. *Dans les solides cristallins, les phonons de surface donnent lieu à de nouvelles branches dans les courbes de dispersion ω(k) longitudinales et transverses, localisées dans les bandes interdites du matériau massique. L'amplitude quadratique…
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Bibliographie
N. W. Ashcroft & N. D. Mermin, Solid State Physics, Holt-Saunders International Editions, New York, 1976
A. H. Cottrel, Mechanical Properties of Matter, J. Wiley, New York, 1964, rééd. Krieger, 1981
C. Kittel, Physique de l'état solide, Dunod, Paris, 5e éd. 1983
J. P. Pouget, Les Transformations de phases dans les solides minéraux, vol. I, Soc. franç. de minéralogie et de cristallographie, Paris, 1981
J.-B. Renucci, Étude des interactions phonon-phonon et électron-phonon par spectroscopie Raman, thèse, Toulouse, 1974
G. P. Srivastava, The Physics of Phonons, American Institute of Physics, New York, 1990.
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