Si, Geの融点への圧力効果 : I. デバイモデルとGruneisen定数の体積依存性

Abstract

SiとGeのデバイワラー因子が,高次摂動諭と局所的Heine-Abarenkovモデル擬ポテンシャルを使うことで,理論的によ研究される。得られた平均二乗変位の温度依存性は,デバイモデルによるものと比較される。平均二乗変位全体へのA(音響)フォノンモードの寄与は,低温部を除いて対応するO(光学)モードよりも大きく,しかも温度依存性が強い。Aモードからの相対的寄与は,高温部ではより著しい。リンデマンの融解への臨界値は,平均二乗変位の平方根の二倍と最近接原子間距離との比として定義されているが,それは,SiとGeに対して,それぞれ0.272±0.03,0.249±0.03であるということが見出される。次に,共有結合性結晶の融解に関するリンデマンの判定則がデバイモデルを使うことによって定式化される。平均二乗変位全体に対するAモード,特にTA(横音響)モードの寄与は,高温部で支配的であり,そして,融解の機構に本質的である。高温部での横モードGruneisen定数の体積依存性を使って,SiとGeの融点への体積効果が,リンデマンの融解法則によって研究される。得られた融解曲線は,圧縮された体積の関数として減少し,そして,SiとGeの観測された傾向と定性的に一致する。