Non-linear 분자에서의 distortion을 Jahn-Teller effect (distortion) 이라고 부릅니다[1]. Jahn과 Teller가 그들의 1937년 논문[2]에서 non-linear degenerate 분자는 안정적이지 않고, distortion이 일어나 degeneracy가 깨지면 안정해진다고 밝혔다고 하네요. 이 과정에서 group theory를 이용했다고 하고. 원본은 [3]에서 보시면 됩니다. 그런데 상당히 길군요. 수식도 약간 있고.
Dangling bond에 의한 lattice distortion 역시 Jahn-Teller distortion이라고 부릅니다[4]. 제가 Jahn-Teller distortion을 찾아본 이유가 바로 이 때문입니다. Silicon bulk는 tetragonal bond를 갖기 때문에, vacancy가 생기면 4개의 dangling bond가 생깁니다. 이들이 정사면체(tetrahedron)를 이루기 때문에 symmetry가 있죠. 하지만, atomic relaxation으로 symmetry가 깨지는 경우, level splitting에 의해서 energy level reduction이 생깁니다[5]. Elastic energy도 고려해야 하므로, 이 두 에너지 차이를 고려했을 때의 평형점이 안정적인 구조가 됩니다.
말이 길었는데, 어쨌거나 distortion이 일어난 상황이 더 안정하다는 겁니다. 그리고 이런 distortion을 Jahn-Teller distortion이라고 합니다.
[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Jahn_teller
[2] Stability of Polyatomic Molecules in Degenerate Electronic States. I. Orbital Degeneracy
[3] http://www.jstor.org/stable/96911?seq=2
[4] M Wautelet, M Failly-Lovato, and L D Laude, J. Phys. C: Solid St. Phys. 13, 5505-14 (1980) Dangling bonds in Si and Ge during laser irradiation
[5] 이렇게 되는 이유는 dangling bond가 level들을 모두 채우지 않기 때문에 발생하죠. Symmetry 때문에 energy가 같은 두 dangling bond level이 있다고 합시다. Dangling bond는 전자를 하나만 채우므로, 넷 까지 채울 수 있는 level들을 둘 밖에 못채웁니다. 이 상황에서 splitting이 일어나면 하나는 낮아지고 하나는 높아지게 되는데, 더 낮은 energy 상태를 채울 확률이 높기 때문에 전자는 아래만 채우게 됩니다. 그럼 전자 입장에서 보면 splitting이 일어나기 전보다 더 낮은 energy 상태가 되죠.
Dangling bond에 의한 lattice distortion 역시 Jahn-Teller distortion이라고 부릅니다[4]. 제가 Jahn-Teller distortion을 찾아본 이유가 바로 이 때문입니다. Silicon bulk는 tetragonal bond를 갖기 때문에, vacancy가 생기면 4개의 dangling bond가 생깁니다. 이들이 정사면체(tetrahedron)를 이루기 때문에 symmetry가 있죠. 하지만, atomic relaxation으로 symmetry가 깨지는 경우, level splitting에 의해서 energy level reduction이 생깁니다[5]. Elastic energy도 고려해야 하므로, 이 두 에너지 차이를 고려했을 때의 평형점이 안정적인 구조가 됩니다.
말이 길었는데, 어쨌거나 distortion이 일어난 상황이 더 안정하다는 겁니다. 그리고 이런 distortion을 Jahn-Teller distortion이라고 합니다.
[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Jahn_teller
[2] Stability of Polyatomic Molecules in Degenerate Electronic States. I. Orbital Degeneracy
[3] http://www.jstor.org/stable/96911?seq=2
[4] M Wautelet, M Failly-Lovato, and L D Laude, J. Phys. C: Solid St. Phys. 13, 5505-14 (1980) Dangling bonds in Si and Ge during laser irradiation
[5] 이렇게 되는 이유는 dangling bond가 level들을 모두 채우지 않기 때문에 발생하죠. Symmetry 때문에 energy가 같은 두 dangling bond level이 있다고 합시다. Dangling bond는 전자를 하나만 채우므로, 넷 까지 채울 수 있는 level들을 둘 밖에 못채웁니다. 이 상황에서 splitting이 일어나면 하나는 낮아지고 하나는 높아지게 되는데, 더 낮은 energy 상태를 채울 확률이 높기 때문에 전자는 아래만 채우게 됩니다. 그럼 전자 입장에서 보면 splitting이 일어나기 전보다 더 낮은 energy 상태가 되죠.
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