Phonon frequency distribution of amorphous arsenic and germania

Summary

The specific-heat anomalies of amorphous arsenic and germania between 2 K and 23 K are explained with a phenomenological model for the vibrational density of states consisting of Debye-type modes and of the temperature-dependent modes coming from the «phonon»-«phonon» scattering. The results obtained with our phenomenological model agree very well with the experiment of Wu and Luo for arsenic and of Antoniou and Morrison for germania. The frequency distribution difference between the amorphous and crystalline states, which has a well-defined temperature-dependent maximum, is obtained for both arsenic and germania.

Riassunto

Si spiegano le anomalie del calore specifico dell’arsenico e dei germani amorfi tra i 2 K e i 23 K con un modello fenomenologico per la densità di stato vibrazionale, che consiste di modi del tipo di Debye, e di modi dipendenti dalla temperatura che derivano dallo scattering «fonone»-«fonone». I risultati ottenuti col nostro modello fenomenologico si accordano molto bene con l’experimento di Wu e Luo per l’arsenico e con quello di Antoniou e Morrison per i germani. Si ottiene la differenza di distribuzione della frequenza tra lo stato amorfo e lo stato cristallino, che ha un ben definito massimo dipendente dalla temperatura, sia per l’arsenico che per i germani.

Резюме

Аномальная теплоемкость аморфных мышьяка и германия в области от 2 К до 23 К объясняется с помощью феноменологической модели для плотности колебательных состояний, состоящих из мод дебаевского типа и зависящих от температуры мод, проистекающих из «фонон-фононного» рассеяния. Результаты, полученные с помощью нашей феноменологической модели, согласуются с экспериментом Ву е Луо для мышьяка и Антониу и Моррисона для германия. Для мышьяка и германия обнаружено различие между частотными распределениями для аморфного и кристаллического состояний, которое имеет четко выраженный максимум, зависящий от температуры.