ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Энергия плазмонов из "Введение в физику твёрдого тела " Коллективные плазменные колебания можно возбудить также в диэлектрических пленках результаты для диэлектрических пленок трех полупроводников приведены в той же табл. 8.2. Расчет энергии плазмонов в 51, Се и 1п5Ь производился исходя из того, что на каждый атом приходится четыре валентных электрона. В диэлектриках плазменные колебания физически точно такие же, что и в металлах электронная жидкость из валентных электронов смещается по отношению к иопным остовам то в одну, то в другую (противоположную) сторону. [c.290] Электростатическое экранирование. Если мы погрузим пробный точечный заряд д в состоянии покоя внутрь металла, то электронная концентрация вблизи этого пробного заряда испытает возмущение, в результате которого электрическое поле заряда окажется в значительной мере скомпенсированным полем, индуцированным нарушением однородности электронной концентрации. В этом случае говорят, что пробный заряд экранируется электронным газом. Для описания этого явления вводится характеристика, именуемая длиной экранирования-, на расстояниях, меньших этой длины, экранирование эффективно не проявляется, а на больших расстояниях становится все бо-лее и более полным. [c.290] Здесь о — боровский радиус. [c.292] Потенциал (8.25) называют экранированным кулоновским потенциалом. [c.292] Длина экранирования определяется как величина, обратная постоянной К, т. е. 1Д (см. рис. 8.9). На рис. 8.10 приведена ее зависимость от концентрации электронов п. Для меди, у которой По = 8,5-10 2 электронов/смз, длина экранирования равна 0,55 А. [c.292] Более строгие расчеты эффектов экранирования рассмотрены в книге автора [14]. [c.292] Сравнение экранированного н пеэкрапированного кулоновских потенциалов для единичного положительного заряда, по.мещенного в электронный газ Ферми. Длина экранирования 1Д принята здесь равной единице. [c.293] Поразительным в металлах является то, что электроны проводимости, находясь в среднем на расстояниях 1—3 А друг от друга, проходят в металле относительно большие расстояния, не сталкиваясь между собой. При электрон-электронных столкновениях средняя длина свободного пробега при комнатных температурах превышает 10 А, а при 1 °К — более 10 СхМ, Столь большой свободный пробег обусловлен двумя обстоятельствами, без которых модель свободных электронов в металле не имела бы большой г енности. Первое, наиболее важное, — принцип Паули (см. рис. 8.11), а второе — экранирование кулоновского взаимодействия между двумя электронами. [c.294] Эта схема описывает столкновение электрона в возбужденном состоянии 1 с электроном в состоянии 2 внутри сферы Ферми. Удобно отсчитывать энергии от уровня Ферми .i, приняв его за нулевой тогда Б] будет положительной, а ег — отрицательной величиной. В силу принципа Паули состояния 3 и 4 электронов после столкновения должны находиться вне сферы Ферми, поскольку все состояния внутри сферы уже заняты. Следовательно, энергии 8з и 84 должны быть положительны. [c.294] Приращение скорости би, фигурирующее в правой (силовой) части уравнения (8.30), представляет собой среднее значение г , взятое по поверхности Ферми. [c.297] Зависимость частоты циклотронного резонанса /с (в Ггц) от величины магнитного поля (в кГс) для свободных электронов. Штриховой линией показана связь между длиной электромагнитной волны Я (нри осуществлении циклотронного резонанса) и магнитным полем. [c.298] Для свободного электрона в поле 10 кГс получим сос = = 1,7б-10 рад/сек. Если время релаксации (как для чистой меди) равно 2-10 сек при 300 °К и 2-10 5 сек при 4 °К, то для Си имеем соответственно ШсТ = 3,5-10 и 3,5-10 . Следовательно, циклотронная орбита при комнатной температуре никогда не может сформироваться, а при гелиевых температурах электрон до столкновения проходит по орбите много витков. [c.298] Статическое магнетосопротивление. Важную роль во многих ситуациях играет случай, когда постоянное магнитное поле В направлено по оси г (т, е. перпендикулярно к плоскости ху). [c.298] Вернуться к основной статье