phonon

Un phonon est le support de la plus petite énergie transportée par l’onde acoustique (c'est l'équivalent d'un photon pour une onde électromagnétique)

C'est une quasi-particule associée à une onde sinusoïdale progressive, produisant des vibrations de groupes d’atomes (par exemple dans les réseaux cristallins)

 

FRÉQUENCE d'un PHONON ACOUSTIQUE

Pour les atomes d’un élément de réseau, qui oscillent en phase et colinéairement, on a approximativement

ν # c.Jn

avec ν(Hz) = fréquence de vibration

c(m/s²)= constante d’Einstein(2,99792458 .108 m/s)

Jn(m-1)= NOMBRE d’onde (supposé faible)

La vitesse du son est alors (l.ν)

 

EXCITATION VIBRATOIRE POUR PHONONS

Il y a création d'une onde élastique progressive dans un réseau de corps cristallin

ar = E / (n+ 1/2).ν

avec: ar(J-s)= action de phonon (créé s'il y a perturbation thermique d'atomes).

n= nombre de phonons présents dans l’excitation

E(J)= énergie de vibration

ν(Hz)= fréquence de la vibration élastique

 

CONSTANTE ÉLASTIQUE POUR les PHONONS

C’est la même notion qu’en élasticité mécanique (dimension M.T-2, donc similaire à une densité surfacique d’énergie)

j* = lp.nY

où nY(N/m²)= module d’élasticité longitudinale

lp(m)= pas du réseau cristallin

 

IMPULSION d'un PHONON

Q'i(kg-m/s) = h / λ

où h(J-s)= constante de Planck(6,62606876.10-34 J-s)

λ(m)= longueur d'onde

L'impulsion d'un phonon est # 5 fois plus faible que celle d'un photon