Kurva Dispersi dari Vibrasi Fonon untuk Kisi Satu dan Dua Dimensi lewat Solusi Persoalan Nilai Eigen secara Numerik
Septia Eka Marsha Putra, Vessabhu Wijaya Kusumah, Frans Willy, Fransiska Ratih Widiasari, Rahmat Hidayat
Program Studi Fisika, Institut Teknologi Bandung, Bandung, Indonesia
Abstract
Dalam struktur kristal, fonon dapat memiliki pengaruh besar terhadap sifat kapasitas panas dan sifat elektroniknya. Vibrasi fonon berbeda dengan vibrasi dalam suatu molekul, yang biasanya merupakan vibrasi individual dari suatu pasangan atom yang berikatan secara langsung. Fonon adalah vibrasi atom-atom yang terjadi secara kolektif, yang terjadi pada suatu frekuensi karakteristik dan arah perjalaran tertentu bergantung pada struktur kristalnya. Karakteristik vibrasi fonon tersebut dapat diperoleh dengan menyelesaikan persamaan geraknya, yang diturunkan dari Hukum Newton dan Hukum Hooke. Solusi persamaan gerak tersebut menghasilkan suatu kurva dispersi, yang merepresentasikan antara karakteristik vektor penjalaran fonon dan energinya di dalam kristal itu. Sementara solusi analitik untuk kristal berstruktur sederhana dapat diperoleh dengan mudah, tetapi tidak halnya untuk kristal yang kompleks. Dalam makalah ini kami menunjukkan bahwa jika persamaan gerak tersebut dapat diubah ke dalam bentuk persoalan nilai eigen, maka solusi numeriknya dapat diperoleh dengan beberapa fungsi yang tersedia dalam perangkat lunak saintifik, seperti Matlab. Hasil perhitungan dari program yang dibuat menunjukkan bahwa kurva dispersi yang mirip seperti dalam literatur atau buku teks Zat Padat. Kurva dispersi vibrasi fonon monoatomik satu dimensi hanya terdiri dari bagian akustik sedangkan kurva dispersi vibrasi fonon diatomik satu dimensi terdiri dari bagian akustik dan optik.
Keywords: kristal, fonon, persoalan eigen, zat padat
Topic: Material (MAT)
Link: https://ifory.id/abstract-plain/VznypTkGCDeN