ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
ýëåêòðîíà â êðèñòàëëå, ïðèíàäëåæàùåãî çîíå
a
. Âîëíîâûå
ôóíêöèè
ak
ïðåäïîëàãàþòñÿ óäîâëåòâîðÿþùèìè óðàâíåíèþ
èäåàëüíîãî êðèñòàëëà:
$
()H
0
aa
a
kkk= E
.
Äåôåêò âíîñèò âîçìóùåíèå
$$ $
VH H=-
10
, ãäå
$
H
1
— ãàìèëüòî
-
íèàí êðèñòàëëà ñ äåôåêòîì. Òåì ñàìûì äëÿ îïðåäåëåíèÿ ýíåð
-
ãèè è âîëíîâîé ôóíêöèè ñîñòîÿíèÿ íåîáõîäèìî ðåøèòü óðàâ
-
íåíèå
(
$$
)HV
0
+=ll
l
E
.
Äîìíîæàÿ ýòî óðàâíåíèå ñëåâà íà
ak
è èíòåãðèðóÿ ïî âñåìó
ïðîñòðàíñòâó, ïîëó÷èì
[() ] ()
$
() ( )EEf dr f
a l la la
a
aakk krkk
k
-+
¢¢ ¢
=
¢
¢¢
ò
å
3
0V
.
Ïåðåéäåì â ýòîì óðàâíåíèè ê îãèáàþùèì
FNe
i
la
a()ll
kl
k
=
-
å
12
. Ïðåäâàðèòåëüíî ïðåîáðàçóåì âõî-
äÿùèé â ýòî óðàâíåíèå èíòåãðàë, ïåðåéäÿ îò ôóíêöèé Áëîõà ê
ôóíêöèÿì Âàíüå, ëîêàëèçîâàííûìè âáëèçè ÿ÷åéêè ñ ðàäèóñ-
âåêòîðîì
l
:
aalk
kl
k
=
--
å
Ne
i12
. Ïîñëå ýòîãî ïîä èíòåãðà-
ëîì ïî âñåìó ïðîñòðàíñòâó áóäåò ñòîÿòü
Ne
ii--+
¢
¢
¢¢
å
1
aalrl
kl kl
ll
$
()V
.
Ñëàáîñòü ïîòåíöèàëà âîçìóùåíèÿ
$
()V r
ïðåäïîëàãàåò, â
÷àñòíîñòè, ñëàáóþ çàâèñèìîñòü
$
V
îò êîîðäèíàò íà ðàññòîÿíè
-
ÿõ ïîðÿäêà ïîñòîÿííîé ðåøåòêè. Çà ñ÷åò ýòîãî ìîæíî âûíåñòè
$
()V l
çà çíàê ìàòðè÷íîãî ýëåìåíòà è çàòåì âîñïîëüçîâàòüñÿ
ïîëíîòîé ñèñòåìû ôóíêöèé Âàíüå:
aa d d
aa
ll
ll
¢
=
ò
¢
¢
dr
3
.
Óðàâíåíèå äëÿ îãèáàþùåé
F
la
â ýòîì ñëó÷àå áóäåò èìåòü âèä
(ñ çàìåíîé
lr®
â êîíòèíóàëüíîì ïðèáëèæåíèè):
[(
$
) ] () () ()EEF F
a l la la
krrr-+ =V 0
.
143
ýëåêòðîíà â êðèñòàëëå, ïðèíàäëåæàùåãî çîíå a. Âîëíîâûå
ôóíêöèè ak ïðåäïîëàãàþòñÿ óäîâëåòâîðÿþùèìè óðàâíåíèþ
èäåàëüíîãî êðèñòàëëà:
H$ ak = E (k) ak .
0 a
Äåôåêò âíîñèò âîçìóùåíèå V$ = H$ 1 - H$ 0 , ãäå H$ 1 — ãàìèëüòî-
íèàí êðèñòàëëà ñ äåôåêòîì. Òåì ñàìûì äëÿ îïðåäåëåíèÿ ýíåð-
ãèè è âîëíîâîé ôóíêöèè ñîñòîÿíèÿ íåîáõîäèìî ðåøèòü óðàâ-
íåíèå
(H$ + V$ ) l = E l .
0 l
Äîìíîæàÿ ýòî óðàâíåíèå ñëåâà íà ak è èíòåãðèðóÿ ïî âñåìó
ïðîñòðàíñòâó, ïîëó÷èì
[E a (k) - E l ] fla (k) + å ò d3 r ak V$ (r) a ¢k¢ fla ¢ (k¢) = 0 .
a ¢k ¢
Ïåðåéäåì â ý òîì ó ðàâíåíèè ê î ãèáàþ ùèì
Fla (l) = N -1 2
å e al . Ïðåäâàðèòåëüíî ïðåîáðàçóåì âõî-
ikl
k
äÿùèé â ýòî óðàâíåíèå èíòåãðàë, ïåðåéäÿ îò ôóíêöèé Áëîõà ê
ôóíêöèÿì Âàíüå, ëîêàëèçîâàííûìè âáëèçè ÿ÷åéêè ñ ðàäèóñ-
âåêòîðîì l: al = N - 1 2 å e -ikl ak . Ïîñëå ýòîãî ïîä èíòåãðà-
k
ëîì ïî âñåìó ïðîñòðàíñòâó áóäåò ñòîÿòü
N -1 å al V$ (r) a ¢l ¢ e -ikl + ikl ¢ .
ll ¢
Ñëàáîñòü ïîòåíöèàëà âîçìóùåíèÿ V$ (r) ïðåäïîëàãàåò, â
÷àñòíîñòè, ñëàáóþ çàâèñèìîñòü V$ îò êîîðäèíàò íà ðàññòîÿíè-
ÿõ ïîðÿäêà ïîñòîÿííîé ðåøåòêè. Çà ñ÷åò ýòîãî ìîæíî âûíåñòè
V$ (l) çà çíàê ìàòðè÷íîãî ýëåìåíòà è çàòåì âîñïîëüçîâàòüñÿ
ïîëíîòîé ñèñòåìû ôóíêöèé Âàíüå:
ò al al ¢ d 3 r = d aa ¢ d ll ¢ .
Óðàâíåíèå äëÿ îãèáàþùåé Fla â ýòîì ñëó÷àå áóäåò èìåòü âèä
(ñ çàìåíîé l ® r â êîíòèíóàëüíîì ïðèáëèæåíèè):
[E (k$ ) - E ] F (r) + V(r) F (r) = 0 .
a l la la
143
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 142
- 143
- 144
- 145
- 146
- …
- следующая ›
- последняя »
