Структура и электронные свойства твердых тел. Загрубский А.А - 49 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

тать, что она сама зависит от энергии электрона и направления его дви-
жения. Так что понятие
электрон в твердом теле действительно не
очень соответствует понятию
частица. Отсюда и термин –
КВАЗИЧАСТИЦА.
Кроме того, на практике нас интересует не состояние покоя систе-
мы, соответствующее нулевой абсолютной температуре и отсутствию
взаимодействия с внешней средой, а процессы, которые могут проте-
кать в ней при наличии возбуждения. Мы всегда будем считать, что
возбуждение лишь незначительно изменяет состояние кристалла. На-
столько незначительно, что можно пренебречь изменением внутрикри-
сталлических полей и, следовательно, спектра разрешенных состояний
электронов. Тогда термин
возбужденные состояния, которым мы будем
широко пользоваться, будет означать не изменение параметров каких–
либо состояний, разрешенных в невозбужденной системе, а просто со-
стояния в неизменном спектре,
не занятые в нормальных условиях. В
одноэлектронной модели все возбуждения электронной подсистемы
рассматриваются как сумма возбуждений отдельных электронов. Сле-
довательно, каждый из них есть ни что иное, как носитель
ЭЛЕМЕНТАР-
НОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ
, возможного в данной системе. Отсюда – второй из
приведенных терминов.
Но вообще термин
ЭЛЕМЕНТАРНОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ справедлив не
только в одноэлектронной модели. В дальнейшем Вы узнаете, что при
взаимодействии электронов между собой, с колебаниями решетки, с
электромагнитной волной и т.д. могут образовываться относительно
устойчивые ансамбли, которые тоже можно описать как некоторые
"частицы" (а лучше – "квазичастицы") со своими, довольно точно опре-
деленными свойствами. Определенными они могут быть, если время их
существования в состоянии, не возмущенном взаимодействием с внеш-
ней средой, существенно превышает время установления равновесного
взаимодействия внутри ансамбля. Таким образом, в физике твердого
тела появились несколько странные, но очень полезные
квазичастицы
или элементарные возбуждения: дырки, экситоны, поляроны, поляри-
тоны, солитоны, биэкситоны, биполяроны
и т.д.
О существовании
дырок Вы, конечно, знаете, и знаете, что это –
полный аналог электрона в твердом теле. Но дырке уж вовсе нет анало-
га среди классических частиц. Просто в определенных условиях весь
ансамбль электронов ведет себя так же, как
вела бы себя положительно
заряженная частица в том же самосогласованном поле,
если бы она су-
ществовала.
49

Страницы