Forstå anharmoniske effekter i molekyler og krystaller

Anharmonisk refererer til det faktum at den potensielle energien til et molekyl eller en krystall ikke har en enkel, harmonisk form. Med andre ord kan den potensielle energien til systemet ikke beskrives med en enkelt, enkel oscillatormodell. I stedet har den potensielle energien en mer kompleks, ikke-line
r form som avhenger av de spesifikke detaljene i systemet som studeres.

Anharmoniske effekter kan oppstå fra en rekke kilder, inkludert:

1. Ikke-line
re interaksjoner mellom atomer eller molekyler: Når interaksjonene mellom atomer eller molekyler ikke er line
re (dvs. de er ikke proporsjonale med kraften som påføres), vil den potensielle energien til systemet v
re anharmonisk.
2. Krystallfelteffekter: I krystallinske materialer kan de elektrostatiske kreftene mellom ioner føre til anharmoniske effekter i den potensielle energien til systemet.
3. Tunneleffekter: I systemer hvor tunneldrift er viktig (f.eks. i kjemiske reaksjoner), kan det oppstå anharmoniske effekter fra den kvantemekaniske naturen til tunnelprosessen.
4. Kvantesvingninger: Ved lave temperaturer kan kvantesvingninger bli betydelige og føre til anharmoniske effekter i den potensielle energien til et system.

Anharmoniske effekter kan ha viktige konsekvenser for oppførselen til molekyler og krystaller. For eksempel kan de føre til ikke-line
re optiske egenskaper, for eksempel generering av andre harmoniske, og kan også påvirke fononspredningsforhold og termisk ledningsevne til krystallinske materialer.