分子と結晶における非調和効果を理解する

非調和とは、分子または結晶の位置エネルギーが単純な調和形式を持たないという事実を指します。言い換えれば、システムの位置エネルギーは、単一の単純な振動子モデルでは説明できません。代わりに、位置エネルギーは、研究対象のシステムの特定の詳細に依存する、より複雑な非線形の形式になります。不調和効果は、次のようなさまざまな原因から発生する可能性があります。原子または分子間の非線形相互作用: 原子または分子間の相互作用が線形でない (つまり、加えられる力に比例しない) 場合、系の位置エネルギーは非調和になります。結晶場の効果: 結晶材料では、イオン間の静電力により、系の位置エネルギーに不調和効果が生じる可能性があります。
3。トンネリング効果: トンネリングが重要なシステム (化学反応など) では、トンネリングプロセスの量子力学的な性質から非調和効果が発生する可能性があります。量子ゆらぎ: 低温では、量子ゆらぎが顕著になり、系の位置エネルギーに非調和効果が生じる可能性があります。非調和効果は、分子や結晶の挙動に重要な影響を与える可能性があります。たとえば、第二高調波発生などの非線形光学特性を引き起こす可能性があり、結晶材料のフォノン分散関係や熱伝導率にも影響を与える可能性があります。