Плазмоны

В (12.53) буквой П обозначен плазмон — квант плазменных колебаний. Необходимые для (12.52) позитроны возникают при температурах Т в равновесных процессах [c.617]

НЧ-плазмоны затухают также из-за рассеяния носителей заряда на примесях, фононах и т. д., сбиваю-щего коллективный характер их движения. Поэтому дополнит, условие их существования [c.602]

Соотношение (7) выполнено при т < Тр, Условие возбуждения плазмонов можно записать в виде где i — длина свободного пробега носи- [c.602]

Рио. 2. Дисперсионная кривая поверхностных плазмон-поляри-ТОНОВ (1) на плоской границе раздела между простым металлом и вакуумом о) — плазменная частота электронов 2 — световая линия ш = ск [c.650]

В разрешённых энергетич, зонах у П. характерные пики плотности электронных состояний обычно уже, чем в объёме, ввиду меньшего числа соседей у поверхностных атомов см, Плотность состояний). Коллективные электронные возбуждения (плазмоны) на П, имеют меньшую энергию, чем в объёме (в простейшем случае — в 1,/2 раза), и проявляются, нанр., в спектрах потерь энергии электронов, рассеянных в кристаллах. [c.654]

Процесс генерации неравновесных носителей быстрыми электронами носит многоступенчатый характер. Первичные электроны, взаимодействуя с твёрдым телом, теряют свою энергию в осн. на ионизацию атомов. Электроны, образующиеся в результате ионизации и оже-эффекта, могут обладать энергией, достаточной для осуществления последующих актов ионизации и создания электроннодырочных пар. Кроме того, в процессе торможения первичных и относительно быстрых внутренних вторичных электронов возможно возбуждение плазмонов, распад к-рых также сопровождается генерацией электронно-ды- [c.555]

Появляются аномалии поведения электронов, квазичастиц (фононов, плазмонов, магнонов) и других элементарных возбуждений, которые влекут за собой изменения физических свойств УД систем, по сравнению с массивными материалами. [c.9]

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ (ПОВЕРХНОСТНЫЕ ПЛАЗМОНЫ) [c.528]

Дуговая плазменная струя — интенсивный источник теплоты с Бшроким диапазоном технологических свойств. Ее можно исполь зовать для нагрева, сварки или резки как электропроводных металлов (обе схемы рис. 53), так и неэлектропроводпых материалов, таких как стекло, керамика и др. (плазменная струя косвенного действия, рис. 53, б). Тепловая эффективность дуговой плазмониой струи зависит от величины сварочного тока и напряжения, состава, расхода и скорости истечения плазмообразующего газа, расстояния от сопла до поверхности изделия, скорости [c.65]

ДИФРАКЦИЯ медленных электронов — дифракция электронов с эпергиями от десятков до сотен эВ один из осн. методов изучения структуры приповерхностных слоев монокристаллов толщиной нм. Толщина исследуемого слоя определяется глубиной проникновения электрона в кристалл без потери энергии. Электроны, используемые в методе Д. м. э., теряют энергию в осн. на образование плазмонов (ср. путь, проходимый медлеппы.м электроно.м между нос-ледоват. актами возбуждения плазмонов, составляет [c.668]

Для К. фермионного типа, напр, электрона и нуклона, имеется в виду одпочастичная фермионная ф-ция Грииа для К. типа экситопа Ванье — Мотта или плазмона — парная ф-ция Грина типа частица — дырка . [c.264]

ЛИ взаимодействует с плазмой преломляется, отражается, поглощается и рассеивается. Осн. механизмы поглощения тормозное резонансное, связанное с возбуждением плазменных колебаши вблизи продольной (вдоль градиента плотности) компонентой электрич. поля ЛИ, возникающей при наклонном падении лазерного луча на. мишень аномальные (нелинейные, параметрические) процессы (напр., распад лазериого фотона на два плазмона). [c.562]

Оптические свойства. Для эл.-магн. воли оптпч. диапазона М., как правило, непрозрачны. Характерный блеск — следствие практически полного отражения света поверхностью М., обусловленного тем, что диэлектрическая проницаемость электронного газа 8 при оптич. частотах отрицательна. Диэлектрич. проницаемость М. е = Ей — о) ,/со , где ей — диэлектрич. проницаемость ионного остова, — плазменная (ленгмюровская) частота электронов. Плазменные частоты могут быть экспериментально определены по характеристич. потерям энергии быстрых электронов (с энергией при прохождении через металлич. плёнку. Они теряют энергию на возбуждение плазмонов — квантов колебаний электронной жидкости с частотой ljl (табл. 8), [c.119]

На поздних стадиях эволюции, при Т Й Ю К, важную роль начинают играть потери энергии, связанные с генерацией нейтрино в фотонейтриином процессе, при аннигиляции пар е е , распаде плазмонов. [c.176]

Соотношения (1), (2) справедливы для системы с произвольной реактивной нелинейностью. Они наглядно трактуются на квантовом языке. Знаменатели в (1), (2), умноженные на постоянную Планка k, дают энергию кванта на соответствующей частоте, так что [Ртп /Й(лгю + ЛШс)= т,п СТЬ ЧИСЛО квантов комби-нац. частоты. При этом величина mNfn n представляет собой число квантов частоты Юд, затраченных (Рщ п >0) или образованных (Р, < 0) при возбуждении к омби-нац. частоты. Поэтому соотношение (1) есть закон сохранения числа квантов. В соответствии с природой взаимодействующих ВОЛН М.— Р. с. означают сохранение числа фотонов, фононов, плазмонов, магнопов или др. взаимодействующих квазичастиц. [c.223]

Рис. 1. Закон дисперсии плазмонов в металле (жирная кривая). Заштрихованная область — одночастичные возбуждения вблизи Ус плазмо-ны сильно затукают.

Металлы, Плазма типичных металлов — сильно вырожденная электронная ферми-жидкость, описание к-рой требует использования многочастичных методов и учёта структуры энергетик, зон. Однако мн. свойства простых металлов, в к-рых электроны проводимости принадлежат атомным з- и р-оболочкам, могут быть описаны в рамках т. н. модели желе , когда кристаллик. решётка заменяется однородно размазанным положит, зарядом ионов, на фоне к-рого колеблются электроны. Концентрация электронов п фактически является единств, параметром модели, т. к. в этом случае в(1)е = 1,ат. — масса свободного электрона, Из-за высоких п частота сор 10 с 1, а энергия плазмона ЙШр для большинства простых металлов 5—2.5 эВ (в Ка 5 эВ в Mg 11 эВ, в А1 16 эВ). [c.601]

В типичных металлах плазмоны — самые высоко-энергетич. возбуждения. Плазмоиы исследуют изме- [c.601]

НЧ-мода обусловлена колебаниями электронов проводимости или дырок. В случае полупроводника с одним типом изотропных носителей Шр находится из ф-лы (1), где т— эфф. масса носителей заряда, е — диэлект-рич. проницаемость полупроводника, п — концентрация носителей. Плазменные колебания в этом случае — колебания газа свободных носителей относительно хаотически расположенных в кристаллич. решётке ионн-зиров. донорных или акцепторных примесных центров. Энергии плазмонов Йш 0,01—0,1 эВ, что соответствует субмиллиметровому или ИК-диапазону. Такие илазмоны могут возбуждаться термически, причём подобно фононам они являются бозонами. [c.602]

НЧ-плазмоны исследуют экспериментально, используя комбинационное рассеяние света. Падающие фотоны возбуждают или поглощают плазмоны, что соответствует стоксовой ж антистоксовой лиииям спектра (рис. 2). По спектру и угл. распределению рассеянного излучения находят (йр д). При дЛ 1 имеет место рассеяние [c.602]

Многокомпонентная плазма возникает в полупроводниках и полуметаллах, содержащих неск. групп носителей заряда (электроны и дырки разных долин в многодолинных полупроводниках, лёгкие и тяжёлые дырки и т. д.). Обычно энергетич. спектр таких полупроводников анизотропен следствием анизотропии т II е является анизотропия о)р. Наир,, в одноосных кристаллах плазмоны, распространяющиеся вдоль и поперёк оси, имеют разную частоту. В многодолинных полупроводниках электроны разных долин образуют многокомпонентаую плазму, в к-рой могут существовать дополнит, моды плазменных колебаний. [c.602]

НЧ-акустич. ветвь (электроны и дырки двигаются синфазно) аналогична ионно-звуковы.м волнам в газовой Плазме. Акустич. плаз.ченная мода (дырочный звук) возникает из-за колебаний тяжёлых дырок, вслед за к-рыми движутся, экранируя их, лёгкие электроны. Такие плазмоны имеют линейный закон дисперсии Шр = вд. Их фазовая скорость в определяется ср. геометрическим фермиевских скоростей вырожденных электронов Пр и дырок они слабо затухают, если эти скорости (или массы Шд и шд) сильно различаются. Если дырки не вырождены, то фазовая скорость равна [c.602]

Низкоразмерные системы. Наличие границ раздела изменяет картину плазменных явлений. Так, у границы проводник — вакуу.м возникает поверхностный нлазмон — возбуждение, затухающее в глубь среды, частота к-рого в 2 меньше частоты объёмного плазмона Шр. Дисперсия этих плазмонов определяется зависимостью частоты от двумерного волнового вектора, лежащего в плоскости поверхности. Поверхностный плазмой содержит наряду с продольной поперечную составляющую электрич. поля, нормальную к поверхности. [c.602]

В квазидвумерных системах электроны или дырки, локализованные в обогащённых или инверсионных слоях гетеропереходов, МД Л-структур и др.), образуют двумерную нлазму, заряд к-рой скомпенсирован зарядом противоноложного знака на удалённом электроде. В этих условиях могут возбуждаться двумерные плазмоны, частота к-рых [c.602]

Здесь Пд — концештрация носителей в слое на единицу его площади, ди <к ру/й, е+, е диэлектрич. проницаемости сред по разные стороны слоя. Двумерные плазмоны имеют необычный закон дисперсии Шр [c.602]

Плазма в магнитном поле. В сильном магн. поле Н электроны проводимости движутся по спирали с осью, параллельной Н. В проекции на плоскость, перпендикулярную Н, это движение по окружностям с циклотронной частотой сйд = еЩт с. Поэтому м а г н е-топлазмон уже не является чисто продольной волной, а содержит и поперечные составляюпще. В пренебрежении запаздыванием спектр магнето-плазмонов определяется из дисперсионного ур-ния qk iii,q)q = О, где Е — тензор диэлектрич. проницаемости. При д 1 Н частота магнетоплазмона [c.603]

Обычно П. о. в. возбуждают на границе ПАС с воздухом (81 = 1) или др. прозрачным диэлектриком. Для металлов и легиров. полупроводников с высокой концентрацией свободных носителей неравенство ( ) выполняется в области аномальной дисперсии диэлектрич. проницаемости, к-рая занимает весь ИК- и видимый (для металлов) диапазон частот и ограничена сверху частотой поверхностного плазмова (Ор (для частот ыЙМря металл становится прозрачным и П. о. в. не возбуждаются, см. Металлооптика). На рис. 2 показана типичная дисперсионная кривая ы(А з) для П. о. в. на металле, иля поверхностных плазмон-поляритонов (параметры со и нормированы соответственно на [c.650]

В отличие от селективного отражения металлов, к-рое может быть весьма высоким (но всегда коаф. отражения R < 1), при П. в. о. для прозрачных сред Д = 1 для всех Я и не зависит практически от числа отражений. Следует, однако, отметить, что отражение от механически полированной поверхности из-за рассеяния в поверхностном слое чуть меньше единицы на величину 2-10-. Потери на рассеяние при П. в. о. от более совершенных границ раздела, наир, в волоконных световодах, ещё на неск. порядков меньше. Высокая отражат. способность границы в условиях П. в. о. широко используется в интегральной оптике, оптич. линиях связи, световодах и оптич, призмах. Высокая крутязна коэф. отражения вблизи ф р лежит в основе измерит, устройств, предназначенных для определенна показателя преломления (см. Рефрактометр). Особенности конфигурации эл.-магн. поля в условиях П. в. о., а также свойства латеральной волны используются в физике твёрдого тела для исследования поверхностных возбуждённых колебаний (плазмонов, поляритовов), находят широкое применение в спектроскопич. методах контроля поверхности на основе нарушенного П. в. о., комбинационного рассеяния света, люминесценции и для обнаружения весьма низких значений концентраций молекул и величин поглощения, вплоть до значений безразмерного показателя поглощения к 10". [c.27]

Кроме упругих волн — акустич. фононов — в твёрдом теле есть и др. слабоаатухающие коллективные движения — квазичастицы плазмоны, акситовы, оптич. фононы и др., характеризуемые законом дисперсии (р) и временем жизни. Когда число квааичастиц велико, Р. с. описывается классически, как результат модуляции показателя преломления среды соответствующими движениями в ней. [c.282]

Аморфные и квазиаморфные тела, размеры частиц к-рых меньше разрешаемого в электронном микроскопе расстояния, рассеивают электроны диффузно. Для их исследования используются простейшие методы амплитудной Э. м. Напр., в ПЭМ контраст изображения, т. е. перепад яркостей изображения соседних участков объекта, в первом приближении пропорционален перепаду толщин этих участков. Для расчёта контраста изображений кристаллич. тел и решения обратной задачи—расчёта структуры объекта по наблюдаемому изображению—привлекаются методы фазовой Э. м. решается задача о дифракции электронов на кристаллич. решётке. При этом дополнительно учитываются неупругие взаимодействия электронов с объектом рассеяние на плазмонах, фононах и т. п, В ПЭМ и растровых ПЭМ (ПРЭМ) высокого разрешения получают изображения отд. молекул или атомов тяжёлых элементов пользуясь методами фазовой Э. м., восстанавливают по изображениям трёхмерную структуру кристаллов и биол. макромолекул. Для решения подобных задач применяют, в частности, методы голографии, а расчёты производят на ЭВМ. [c.550]

Возникновение Э. п. обусловлено существованием не-прерывн010 спектра колебаний плазмы (см. Трансформация волн в плазме) и отражает наличие памяти на мик-роскопич. уровне системы о внеш. воздействии. Обращение процесса бесстолкновительной релаксации возбуждений, выявляющее эту скрытую память, происходит благодаря фазовой фокусировке мод непрерывного спектра. Диссипативные факторы (столкновения заряж. частиц, диффузия ленгмюровских плазмонов и др.), разрушающие память системы, ограничивают возможности наблюдения Э, п. В реальных условиях для обнаружения пространств. Э. п. необходимо, чтобы эффективная длина свободного пробега частиц плазмы значительно превышала расстояние от источника до точки возникновения Э. п. В случае временного Э. п. время между столкновениями частиц должно быть значительно больше интервала между импульсами, [c.647]

Э. п. в слаботурбулентнон бесстолкновнтельной плазме может возбуждаться на модах непрерывного спектра в отклике слабой турбулентности на внеш. воздействие. Возбуждение Э. п. в турбулентной плазме происходит в осн. аналогично изложенному выше. Напр., в случае пространств. Э. п. 2-го порядка первый источник, расположенный в точке 2 = 0, возбуждает на частоте 1] ионно-звуковую волну и порождает возмущение спектральной плотности плазмонов вида [c.648]

Здесь I j,—групповая скорость плазмонов. Вследствие резонансного затухания ионно-звуковых волн в газе плазмонов с декрементом у, и фазового перемешивания мод непрерывного спектра (5) вносимое первым источником макроскопич. возмущение исчезает на расстояниях порядка ,/y где с, — скорость звука. Второй источник, расположенный в точке z=I ly возбуждает в плазме на частоте ионно-звуковую волну и возмущение типа (5) и, кроме того, модулируя моды непрерывного спектра от первого источника, порождает на разностной частоте Пэ = П2 —нелинейное возмущение спектральной плотности плазмонов, являющееся источником эхового сигнала. В точке эха моды непрерывного спектра становятся когерентными, поэтому суммирование по к приводит к возникновению в окрестности точки 2 макроскопич. возмущения концентрации плазмы йи,. Пространств. форма эхового сигнала несимметрична слева от точки эха профиль амплитуды 5и,, описывается ф-цией ехр (О, а справа—ф-цией ехр(- ), где = Уэ(г-г,)/с.,. [c.648]

Диффузия плазмонов, разрушая фазовую память системы, приводит к экспоненц. ослаблению эхового сигнала. [c.648]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...