フェイソン

物理学において、フェイゾンとは、非周期結晶構造に見られる集団励起の一種です。フェイゾンは準粒子の一種であり、多粒子系の創発現象です。フェイゾンは準結晶特有の自由度とも捉えられます。フォノンと同様に、フェイゾンは原子の運動に関連する準粒子です。しかし、フォノンが原子の並進運動に関連するのに対し、フェイゾンは原子の再配置に関連しています。この再配置、つまり変調の結果、結晶中の原子の位置を記述する波の位相が変化します。これが「フェイゾン」という用語の由来です。非周期結晶の記述において一般的に用いられる超空間描像（非周期関数は高次元周期関数からの射影によって得られる）において、「フェイゾン」の変位は、垂直空間における（高次元）格子点の変位と見なすことができます。^[1]

準結晶材料内をフェイゾンは音速よりも速く移動することができ、熱伝達がフォノンのみによって行われる材料よりも高い熱伝導率をもたらします。 ^[2]異なるフェイゾンモードは準結晶の材料特性を変化させます。^[3]

超空間表現では、高次元の周期結晶から低次元の空間への射影によって非周期結晶が得られます。これは一般にカット・アンド・プロジェクション法と呼ばれます。フォノンは空間における結晶構造に対する原子の位置を変化させますが、フェイゾンは準結晶構造とそれを定義するカットスルー超空間に対する原子の位置を変化させます。したがって、フォノンモードは「面内」実空間（平行空間、直接空間、外部空間とも呼ばれる）の励起であり、フェイゾンは垂直空間（内部空間、仮想空間とも呼ばれる）の励起です。^[4]

フェイゾンは流体力学理論の観点から説明できる。均質流体から準結晶に移行する場合、流体力学理論では平行空間と垂直空間での並進対称性の破れから 6 つの新しいモードが生じると予測される。これらのモードのうち 3 つ (平行空間に対応) は音響フォノン モードであり、残りの 3 つは拡散フェイゾン モードである。不整合変調結晶では、変調されていない親構造のフォノンのコヒーレントな重ね合わせからフェイゾンが構成されることがあるが、準結晶ではこれは不可能である。^[1]準結晶の流体力学解析では、フォノンの歪み緩和は比較的速いが、フェイゾン歪みの緩和は拡散的で、はるかに遅いことが予測される。^{[5]そのため、溶融物から急速冷却によって成長した準安定準結晶は、X 線および}電子回折ピークのシフトと異方性の広がりを伴う、組み込みのフェイゾン歪み^[6]を示す。^{[7] [8]}

参照

• 準結晶
• 準粒子

参考文献

1. 藤原 剛志; 石井 雄二 (2008).準結晶. エルゼビア. ISBN 978--0444-51418-9。
2. オークリッジ国立研究所. 「中性子が驚異的な熱輸送の鍵を解明」. phys.org . 2023年2月24日閲覧。
3. Zyga, Lisa. 「フェイソンはどのように見えるか？」phys.org .
4. de Boissieu M (2019年3月). 「テッド・ヤンセンと非周期結晶」. Acta Crystallographica Section A. 75 ( Pt 2): 273– 280. doi :10.1107/S2053273318016765. PMC 6396404. PMID  30821260 . 
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7. Lubensky TC, Socolar JE, Steinhardt PJ, Bancel PA, Heiney AP (1986年9月). 「準結晶回折パターンにおける歪みとピーク広がり」. Physical Review Letters . 57 (12): 1440– 1443. Bibcode :1986PhRvL..57.1​​440L. doi :10.1103/PhysRevLett.57.1​​440. PMID  10033450.
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Freedman, B., Lifshitz, R., Fleischer, J. 他「非線形フォトニック準結晶における位相ダイナミクス」Nature Mater 6, 776–781 (2007). https://doi.org/10.1038/nmat1981

本

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• DiVincenzo DP、Steinhardt PJ編（1991年）『準結晶：最先端技術凝縮系物理学の方向性』第11巻、シンガポール：World Scientific、ISBN 978-981-02-0522-5。
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