ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Эффективная циклотронная масса электрона проводимости из "Теория твёрдого тела " Квантовое описание движения электрона в зоне проводимости необходимо при исследовании взаимодействия кристалла с коротковолновым электромагнитным полем. Если же внешнее магнитное поле плавно меняется в пространстве и времени, или постоянно и однородно в кристалле, а его величина мала по сравнению с внутри- и межатомными полями (10 —10 э).и размеры траектории электронов значительно превышают межатомные расстояния, то для описания их движения во многих случаях достаточно использовать квазиклассическое описание. В этом случае электрон в кристалле рассматривается как квазичастица, характеризующаяся определенным законом дисперсии Е (к). [c.164] В большинстве физических явлений в металлах главную роль играют электроны с энергией, близкой кфермиевской. Уравнение (27.5) показывает, что электрон с фермиевской энергией движется в ft-пространстве по орбите, которая образуется при сечении поверхности Ферми плоскостью, перпендикулярной магнитному полю (рис. 33). Для электрона в окрестности экстремума энергии в зоне проводимости эта траектория обычно представляет замкнутую кривую, по которой электрон совершает периодическое движение. Для незамкнутых поверхностей при некоторых направлениях магнитного поля движение электрона будет апериодическим. [c.165] Эффективная циклотронная масса имеет знак производной дЗ/дЕ, который зависит от того, будет ли энергия внутри изоэнергетической поверхности Е Щ = Ео меньше или больше Е . В первом случае производная д8 дЕ и эффективная масса тв положительна, во втором — отрицательна. [c.166] Если тЪ О, то квазичастица-электрон движется как свободный электрон, а если тв 0 —то как положительно заряженная частица. [c.166] Электрон, движущийся по незамкнутым (открытым) орбитам, т. е. совершающий инфинитное движение, имеет бесконечный период обращения. Поэтому понятие эффективной циклотронной массы, определяющей период обращения электрона по орбите, нельзя ввести для открытых траекторий. Однако и вдоль открытых траекторий электрон движется так, что справа от его направления движения в каждой точке траектории расположена область с меньшей энергией. [c.167] Чтобы сопоставить рассмотренному выше движению электрона в -пространстве его движение в обычном координатном пространстве, следует учесть, что согласно (27.5) проекция скорости электрона на плоскость, перпендикулярную магнитному полю, в координатном пространстве отличается множителем Нс/еВ и перпендикулярна его скорости в -пространстве. Следовательно, проекцию траектории электрона в координатном пространстве на плоскость, перпендикулярную магнитному полю, можно получить из его траектории в /гх-пространстве путем увеличения масштаба на hleB и поворота на угол л/2 в этой плоскости ). [c.167] На открытых изоэнергетических поверхностях траектории движения электрона могут быть либо открытыми, либо замкнутыми в зависимости от направления магнитного поля и значения к,. В случае открытой траектории (в металле бесконечных размеров) электрон уходит при своем движении в бесконечность в плоскости, перпендикулярной полю. Обычно размеры исследуемых образцов металла столь велики по сравнению с постоянной решетки, что их можно считать бесконечными. [c.167] Вернуться к основной статье