PHONON

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Médias de l’article

Chaînes atomique et moléculaire : dispersion

Chaînes atomique et moléculaire : dispersion
Crédits : Encyclopædia Universalis France

diaporama

Interactions entre phonons et d'autres particules

Interactions entre phonons et d'autres particules
Crédits : Encyclopædia Universalis France

dessin

Modes mous

Modes mous
Crédits : Encyclopædia Universalis France

graphique


Instabilités liées aux phonons

Instabilités structurales

De nombreux composés métalliques ou ioniques présentent des transitions structurales ; en général, il s'agit d'un abaissement de la symétrie cristalline en dessous d'une température critique Tc. Il peut provenir soit d'un déplacement d'atomes à l'intérieur de la maille élémentaire (cas des perovskites Ba TiO3, Sr TiO3, etc.), soit d'une déformation élastique de la maille qui affecte la géométrie de celle-ci (cas de Nb3Sn, de TmVO4), soit d'une modulation sinusoïdale du paramètre de la maille (métaux organiques quasiunidimensionnels, NbSe2), soit d'une transition ordre-désordre quand certains groupements atomiques possèdent deux positions d'équilibre (phosphate KH2PO4, NH4Br, etc.). Toutes ces transitions sont accompagnées d'une diminution des fréquences de vibration de certains modes qui peuvent même s'annuler à Tc si la transition est du deuxième ordre. L'origine de ces instabilités, ou modes mous, est diverse ; dans les métaux, elle est liée à l'écrantage des forces ions-ions par les électrons de conduction : cet effet est particulièrement prononcé dans les métaux de basse dimensionnalité et pour des vecteurs d'ondes k qui joignent des régions à grande densité d'états de la surface de Fermi ; dans les cristaux ioniques, elle est liée à la compensation entre forces répulsives à courte portée et forces attractives à longue portée, induites par la polarisation diélectrique : le degré de compensation peut dépendre de la température par l'intermédiaire d'effets anharmoniques ; l'effet Jahn-Teller coopératif est une autre possibilité : le changement de symétrie lève la dégénérescence de certains niveaux électroniques et abaisse l'énergie du système. Toutes ces transitions de phase sont très étudiées car elles sont fondamentales pour la compréhension de phénomènes aussi divers que la ferro-électricité, la transition métal-isolant, l'optimisation des propriétés supraconductrices...

Modes mous

Modes mous

Dessin

Deux exemples de modes mous ; en a, cas d'un composé ferro-électrique, le sélénate de potassium (K2SeSO4) ; en b, cas d'un métal, un complexe de chaîne de platine (K2Pt(CN)4Br0,33H2O). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Fusion

Le rôle des phonons dans le phénomène de fusion est attesté par l'étroite [...]


1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 4 pages



Écrit par :

Classification


Autres références

«  PHONON  » est également traité dans :

HYPERSONS

  • Écrit par 
  • Pierre TOURNOIS
  •  • 2 749 mots
  •  • 2 médias

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 ferromagnétiques. Sont également possibles des i […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/hypersons/#i_19238

IMAGERIE TÉRAHERTZ

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 1 424 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « L’interaction du rayonnement THz avec les matériaux »  : […] L’énergie des photons du rayonnement THz – entre 0,4 et 40 milliélectronvolts – est trop faible pour provoquer des transitions entre les états électroniques atomiques ou moléculaires (de l’ordre de 1 électronvolt) ou avec les énergies de vibration moléculaire (de l’ordre de 60 milliélectronvolts). L’intérêt des rayons THz vient de ce qu’ils interagissent de façon très spécifique, principalement a […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/imagerie-terahertz/#i_19238

MÖSSBAUER EFFET

  • Écrit par 
  • Pierre IMBERT
  •  • 2 154 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « L'origine physique de l'effet Mössbauer »  : […] Lorsqu'un noyau libre émet par désexcitation un photon gamma, il acquiert une énergie cinétique de recul E R  = E 0 2  / 2  mc 2 , E 0 étant l'énergie de la transition nucléaire considérée, m la masse du noyau et c la vitesse de la lumière. D'après le principe de conservation de l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-mossbauer/#i_19238

OPTIQUE CRISTALLINE - Diffraction par les cristaux

  • Écrit par 
  • André AUTHIER
  •  • 8 875 mots
  •  • 18 médias

Dans le chapitre « Étude de l'agitation thermique par diffusion inélastique des neutrons »  : […] Les atomes et les molécules dans la matière ne sont pas au repos, mais animés de vibrations thermiques autour de leurs positions moyennes d'équilibre. Ces mouvements peuvent être décrits par des ondes d' agitation thermique qui se propagent dans le cristal. Ces ondes peuvent être représentées par des particules appelées phonons de la même manière que l'on peut représenter le […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/optique-cristalline-diffraction-par-les-cristaux/#i_19238

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Bosons

  • Écrit par 
  • Claude COHEN-TANNOUDJI, 
  • Jacques DUPONT-ROC, 
  • Gilbert GRYNBERG, 
  • Bernard PIRE
  •  • 3 727 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Bosons « quasi particulaires » »  : […] Signalons pour terminer l'importance 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 mouvement comme un […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-bosons/#i_19238

SUPERFLUIDITÉ

  • Écrit par 
  • Sébastien BALIBAR
  •  • 5 817 mots
  •  • 5 médias

Dans le chapitre « Condensation de Bose-Einstein et modèle à deux fluides »  : […] La superfluidité est une propriété essentiellement quantique. Fritz London a calculé la température à laquelle une condensation de Bose-Einstein pouvait avoir lieu dans un hypothétique gaz parfait d'hélium 4 qui aurait la même densité que le liquide. Il était conscient qu'il s'agissait d'une approximation grossière, mais il trouva 3,09 K – ce qui n'était pas très éloigné de 2,2 K, le point lambda […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/superfluidite/#i_19238

SURFACE PHÉNOMÈNES DE

  • Écrit par 
  • Jean-François JOANNY, 
  • Jean SUZANNE
  •  • 6 285 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Les phonons »  : […] Les vibrations mécaniques de surface dans un milieu isotrope élastique sont de nature 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 interd […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/phenomenes-de-surface/#i_19238

UMKLAPP PROCESSUS

  • Écrit par 
  • Viorel SERGIESCO
  •  • 470 mots

Processus d'interaction, d'un type particulier, ayant lieu entre particules (électrons) ou quasi-particules (phonons, photons, magnons, etc.) à l'intérieur d'un réseau cristallin. Tandis que, dans un processus « normal » (ou « N »), la conservation de l'impulsion ou de la quasi-impulsion totale est toujours vérifiée, elle ne l'est dans un processus « Umklapp » (ou « U ») qu'à condition de faire in […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/processus-umklapp/#i_19238

Voir aussi

Pour citer l’article

Jean-Paul BURGER, « PHONON », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 12 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/phonon/