Физика твердого тела. Электроны. Морозов А.И. - 64 стр.

UptoLike

Составители: 

-64-
(5.33)
В рамках
τ
-приближения имеем
τ
π
δξ ξ
eimp
imp
kk
n
dk
Vkk
,
,'
'
()
(() ('))
=−
1
3
2
2
2
h
r
rr
rr
. (5.34)
Поскольку нас интересуют состояния, расположенные вблизи поверхности
Ферми
(() )
ξ
ε
k
F
<< , то
τ
π
ε
eimp
imp
k
kk
n
dk
k
V
,
'
,'
()
'
(')
=
1
2
2
2
2 h
r
r
r
rr
, (5.35)
интегрирование ведется по поверхности Ферми. Однако если учесть
неравновесность не только на волновом векторе
r
k , а и на волновом
векторе
r
k', то есть уточнить
τ
-приближение, то вместо (5.35) получаем
так называемое транспортное время релаксации
τ
eimp
tr
,
:
()
()
'
(')
(cos)
,
'
,'
τ
π
ε
θ
eimp
tr
imp
k
kk
n
dk
k
V
=
1
2
2
2
2
1
h
r
r
r
rr
, (5.36)
где
θ
- угол между векторами
r
k и
r
k'. Именно транспортное время есть
время релаксации функции распределения по импульсу, и поэтому именно
оно входит в выражение для электропроводности.
Теория возмущений (борновское приближение в теории рассеяния)
применима, если потенциальная энергия взаимодействия электрона с
примесью намного меньше его кинетической энергии
(
)
kVrdr
FF
33
()
r
r
<<
ε
. Реально же обе величины имеют атомный
масштаб энергий. Поэтому по порядку величины
(
)
τ
eimp
tr
àò
xE
,
/
1
h , (5.37)
                                                    -64-
                                                                                        (5.33)
В рамках    τ -приближения имеем
                              r
           −1
                            3
                   nimp d k '              2       r         r
         τ e,imp =      ∫         V k , k ' δ (ξ ( k ) − ξ ( k ' )) .
                                    r   r                                               (5.34)
                     h ( 2π )   2

Поскольку нас интересуют состояния, расположенные вблизи поверхности
Ферми ( ξ ( k ) << ε F ) , то
                                                    r      2
                                     nimp   d k'                              2
                   τ e−,1imp   =         ∫           r V kr , kr '                ,     (5.35)
                                 ( 2π ) h ∇ kr ' ε ( k ' )
                                       2


интегрирование ведется по поверхности Ферми. Однако
                                             r      если учесть
неравновесность
        r       не только на волновом векторе                          k,     а и на волновом
векторе     k ' , то есть уточнить τ -приближение, то вместо (5.35) получаем
так называемое транспортное время релаксации                    τ tre,imp :
                                     r          2
                     nimp     d k'                               2
(τ tre, imp ) −1 =       2 ∫
                                      r     (1 − cosθ ) V r r      , (5.36)
                   ( 2π ) h ∇ k ' ε ( k ' )
                              r                           k ,k '

                                   r r
где θ - угол между векторами k и k ' . Именно транспортное время есть
время релаксации функции распределения по импульсу, и поэтому именно
оно входит в выражение для электропроводности.
      Теория возмущений (борновское приближение в теории рассеяния)
применима, если потенциальная энергия взаимодействия электрона с
примесью      намного     меньше      его    кинетической    энергии
(              r       r
    k F3 ∫ V ( r ) d 3 r << ε F     ) . Реально же обе величины имеют атомный
масштаб энергий. Поэтому по порядку величины


                           (               )
                                               −1
                               τ tre,imp            ≈ xE àò / h ,                       (5.37)