Abstract
The Hamiltonian for the dynamics of a structural defect in a linear hydrogen bonded system (e.g., one analogous to an excess proton in ice) is developed, including explicit expressions for the coupling between the defect and phonons. The nature of these couplings are discussed and the results of a minimal basis set SCF calculation on a model system presented. The coupling to the longitudinal phonons is found to be very strong.
Résumé
On a développé l’Hamiltonien de la dynamique d’un défaut structurel dans un système linéaire de liaisons hydrogène (par exemple, un défaut produit dans de la glace par un proton excessif). On a tenu compte explicitement des couplages entre le défaut et les phonons. On a discuté de la nature de ces couplages et on a présenté, pour un système modèle les résultats d’un calcul opérant sur un “self consistent field” (SCF) à ensemble minimal de bases vectorielles. Il s’est révélé que le couplage aux phonons longitudinaux est particulièrement fort.
Zusammenfassung
Der Hamiltonoperator für die Dynamik eines Strukturdefektes in einem linearen System von Wasserstoffbrückenbindungen (etwa analog dem Excessproton in Eis) wird entwickelt samt expliziten Ausdrücken für die Kopplungen zwischen dem Defekt und den Phononen. Die Natur dieser Kopplungen wird diskutiert und die Ergebnisse einer SCF-Rechnung mit minimaler Basis an einem Modell-System dargelegt. Die Kopplung zu den longitudinalen Phononen stellt sich als sehr stark heraus.
Similar content being viewed by others
References
Eigen, M., u.L. De Maeyer: Z. Elektrochem. Ber. Bunsenges. physik. Chemie,60, 1037 (1956).
Gränicher, H. C., C. Jaccard, P. Scherrer, andA. Steinemann: Faraday Soc. Disc.,23, 50 (1957).
Bradley, R. S.: Trans. Faraday Soc.53, 687 (1957).
Jaccard, C.: Helv. Phys. Acta32, 89 (1959).
Eigen, M., L. De Maeyer u.H.-Ch. Spatz: Z. Elektrochem. Ber. Bunsenges. physik, Chem.68, 19 (1964).
Engelhardt, H., u.N. Riehl: Phys. kondens. Materie5, 73 (1966).
——: Solid State Comm.4, 447 (1966).
——: Phys. kondens. Materie7, 248 (1968) and Proc. Intern. Symposium Physics of Ice, Munich, 1968.
Bloch, F.: Z. Phys.52, 555 (1928).
Fröhlich, H.: Phys. Rev.79, 845 (1950).
Ziman, I. M.: Proc. Cambr. Phil. Soc.51, 707 (1955).
Haug, A.: Z. Phys.146, 75 (1956).
Gosar, P.: Nuovo Cimento30, 931 (1963).
Ziman, F. M.: Proc. Cambr. Phil. Soc.51, 707 (1955).
Chester, G. V.: Advances in Phys.10, 357 (1961).
Fischer, S. F., andG. L. Hofacker: J. Chem. Phys. forthcoming (1969).
Onsager, L., andM. Dupuis: In: Electrolytes, p. 27. New York: Pergamon Press 1962.
Jaccard, C.: Phys. kondens. Materie3, 99 (1964).
Gränicher, H.: Phys. kondens. Materie1, 1 (1963).
McLean, A. D., and M. Yoshimini: Quantum Chemistry Program Exchange, No. 104, Bloomington, Indiana.
Program LINE, NU Computation Center Library.
Program MULLER, NU Computation Center Library.
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Fischer, S.F., Hofacker, G.L. & Sabin, J.R. Proton-phonon coupling in a hydrogen bonded system. Phys kondens Materie 8, 268–278 (1969). https://doi.org/10.1007/BF02422703
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02422703