Физика твердого тела. Электроны. Морозов А.И. - 33 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МИРЭА | Москва

Составители: 

Рубрика: 

-33-
получаем основное состояние и понижаем энергию системы на величину
ξ
e
. Заряд, спин и импульс такого возбуждения совпадают с таковыми у
электрона.
Отметим, что для человека, начинающего изучать физику твердого
тела, употребление термина «электрон» для обозначения как реальной
частицы, присутствующей в кристалле, так и возбуждения, создает
дополнительные трудности. Но такова установившаяся терминология.
Дырочным возбуждением или просто дыркой называется отсутствие
электрона в
состоянии с энергией
εε
()
r
k
F
< . Энергия дырочного
возбуждения
ξ
h
равна
ξεε
h
F
k=−()
r
. (2.46)
В самом деле, переводя электрон из заполненного состояния с наибольшей
энергией, равной
ε
F
, в незаполненное состояние с энергией
ε
()
r
k , мы
получаем основное состояние, понижая при этом энергию системы на
ξ
h
.
Заряд, спин и импульс дырки противоположны заряду, спину и импульсу
отсутствующего электрона.
В основном состоянии системы квазичастицы отсутствуют. При
возбуждении системы, например, светом или теплом возбуждения
рождаются парами: возникают одновременно и электрон, и дырка (в
соответствии с законом сохранения заряда). Говорят, что рождается
электрон-дырочная пара (пары). Можно обобщить выражение (2.45)
и
(2.46), введя единую форму для энергии возбуждений:
ξε ε
=−()
r
k
F
. (2.47)
В случае изотропной поверхности Ферми она принимает вид
ξ
=
−
vp p
FF
, (2.48)
где
v
F
и p
F
- скорость и импульс электрона на поверхности Ферми.
Вид закона дисперсии возбуждений электронной системы изображен
на рис.7. Закон дисперсии при
pp
F
<
называют дырочной ветвью
спектра, а при
pp
F
> - электронной. Легко видеть, что групповая
скорость дырки противоположна таковой для электрона с тем же
значением импульса. 
                                      -33-
получаем основное состояние и понижаем энергию системы на величину
ξ e . Заряд, спин и импульс такого возбуждения совпадают с таковыми у
электрона.
       Отметим, что для человека, начинающего изучать физику твердого
тела, употребление термина «электрон» для обозначения как реальной
частицы, присутствующей в кристалле, так и возбуждения, создает
дополнительные трудности. Но такова установившаяся терминология.
       Дырочным возбуждением или простоr дыркой называется отсутствие
электрона в состоянии с энергией         ε(k ) < ε F .   Энергия дырочного
возбуждения   ξ h равна
                                          r
                           ξh = ε F   − ε(k ) .                       (2.46)

В самом деле, переводя электрон из заполненного состояния с наибольшей
                                                                r
энергией, равной   εF ,   в незаполненное состояние с энергией   ε(k ) ,   мы
получаем основное состояние, понижая при этом энергию системы на ξ h .
Заряд, спин и импульс дырки противоположны заряду, спину и импульсу
отсутствующего электрона.
      В основном состоянии системы квазичастицы отсутствуют. При
возбуждении системы, например, светом или теплом возбуждения
рождаются парами: возникают одновременно и электрон, и дырка (в
соответствии с законом сохранения заряда). Говорят, что рождается
электрон-дырочная пара (пары). Можно обобщить выражение (2.45) и
(2.46), введя единую форму для энергии возбуждений:
                                r
                          ξ = ε(k ) − ε F    .                        (2.47)

В случае изотропной поверхности Ферми она принимает вид

                          ξ = vF p − pF      ,                        (2.48)

где   vF
       и pF - скорость и импульс электрона на поверхности Ферми.
     Вид закона дисперсии возбуждений электронной системы изображен
на рис.7. Закон дисперсии при p < pF называют дырочной ветвью
спектра, а при p > pF - электронной. Легко видеть, что групповая
скорость дырки противоположна таковой для электрона с тем же
значением импульса.

Страницы