Fonon

Kristal boyunca titreşimin normal modda ilerlemesi. Hareketin genliği görüş kolaylığı açısından abartılmıştır. Normal bir kristalde, genellikle bu hareketin genliği Kafes sabitinden küçüktür.

Fonon, bir kristal örgüsünde bulunan atomların ortak titreşimlerinin nicesidir. Fiziksel olarak bir parçacık olmadığı için genellikle parçacığımsı olarak adlandırılır. Optik ve akustik fonon olmak üzere iki çeşidi bulunur. Optik fononların enerjileri daha yüksektir ve fotonla çiftleşmeleri daha kolay olur. Akustik fononlar ise daha düşük enerjilidir.

Bir örgüde tetiklenebilecek fonon sayısını hesaplamak için birim hücredeki atom sayısı her bir atomun serbestlik derecesiyle çarpılır. Örneğin silisyum kristalinin birim hücresinde 2 adet silisyum atomu bulunur, her bir atom ise 3 eksende salınabilir (x,y,z) dolayısıyla silisyum kristalinde toplam 6 adet fonon tetiklenir. Optik fonon sayısı serbestlik derecesi kadardır. Geriye kalan fononlar ise akustik fononlardır. Yani silisyum kristalinde 3 adet optik ve 6-3=3 adet akustik fonon bulunur.

Kristal yapıda tetiklenen fononlar Raman saçılmasıyla gözlemlenebilir.

Fononların süperiletkenlikte önemli rolleri vardır. İki elektronun bir araya gelmesiyle oluşan cooper çiftleri, fonon alışverişiyle birlikte kalırlar. Süperiletkendeki titreşim artması veya azalması da fonona bağlıdır.