Discrete and Weyl density of states for photonic dispersion relation

2019

Жабық қол жеткізу Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1088/1402-4896/ab0bc5
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Abstract The current density of states (DOS) calculations do not take into account the essential discreteness of the state space, since they rely on the unbounded continuum approximation. Recently, discrete DOS based on the quantum-mechanically allowable minimum-energy interval has been introduced for the quadratic dispersion relation. In this work, we consider systems exhibiting a photonic (photon-like) dispersion relation and calculate the related density and number of states (NOS). Also, a Weyl’s conjecture-based DOS function is calculated for photons and acoustic phonons at a low-frequency limit, by considering the bounded continuum approach. We show that the discrete DOS function reduces to expressions of bounded and unbounded continua in the appropriate limits. The fluctuations in discrete DOS completely disappear under accumulation operators. It is interesting that relative errors of NOS and DOS functions with respect to discrete ones have exactly the same character as the ones of the quadratic dispersion relation. Furthermore, the application of discrete and Weyl DOS for the calculation of internal energy of a photon gas is presented and the importance of discrete DOS is discussed. It is shown that the discrete DOS function given in this work needs to be used whenever the low energy levels of a physical system are heavily occupied.