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book/拉曼/Raman Scattering in Materials Science.md
2024-11-14 02:45:14 +08:00

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基本都是光子的电场与电子耦合得到散射。 磁场的耦合很小。原子核直接与光子的耦合也很小。

这本书认为是 electric susceptibility

resonant Raman processes 就是让激光的频率接近禁带由此导致带间inerband跃迁这个过程可以增强拉曼散射以此看到更多较弱的过程。 并且有许多更多的性质。这个研究可能最近几年比较火。 包括一些表面的电子行为,这可以用来研究量子阱和超晶格等二维结构。

对于声子引起的高次拉曼散射,可以不是 Gamma 点的,只要它们的 q 的合等于光子的 k 的变化(差不多是零)就可以了。 这个过程与声子的态密度有关,一般发生在频率随 q 的偏导数为零的地方(称为 critical points

当平移对称性被破坏后k 可以不守恒。这包括缺陷的聚集、固溶体、合金、非晶体。 对于没有破坏的方向,有时仍然可以使用 k 来表示(仍然守恒)

对于有强烈吸收的材料k 也会不守恒。这时 k 被定义为一个复数,虚部有特别的定义。 这时,一个范围内的声子都可以被激发,这个范围大概是 kL 的虚部加上 kS 的虚部。 光谱中主要部分将仍然是 Gamma 附近的,但其它 critical points 的结果也会有。

对于一次拉曼过程,对应于 \chi 对原子坐标的一阶导数。二次拉曼则对应于二阶导数。 求导过程也不局限于声子plasma wave即 plasmon也是可以的。 有时也不一定用声子而是更局域的变量例如考虑磁振子magnon时。 这些都是宏观理论。

本书认为,拉曼散射强度正比于 $| e_s \delta \chi e_L |^2$。


\delta \chi = \sum R_{ij} Q + ...

本书认为,大多情况下,R_{ij} 是对称的,只有当接近共振(是指什么共振?)时,才会有反对称的成分。 这是由于时间反演对称性导致的(为什么?) 对于没有时间反演对称性的情况(例如,磁振子,或与自旋翻转有关的过程),拉曼张量将会主要是反对称的。(为什么?)

可以比较背散射情况下垂直和平行偏振时强度的比值。一般这个比值在0到0.75之间。 对于 \delta\chi 只有对角线元素的情况,这个比值很小,称为 polarized mode对于这个比值比较大的情况称为 depolarized mode。

在共振的情况下,根据群论推导出来的禁止的模式可能会变得允许,甚至比原本允许的模式更强。

stokes 和 反 stokes 的强度与温度有关,这并不令人惊讶。然而细节上来说,它是如何推导到的呢?