Дырочные орбиты

Гальваномагнитные свойства металла, в котором имеются электронные и дырочные орбиты, можно получить из двухзонной модели [32]. Для простоты будем считать, что электроны и дырки [c.111]

Однако невозможно допустить, что в одних металлах свободные носители — позитроны, а в других — электроны. В следующей главе мы узнаем, что теория энергетических зон позволяет описать движение электронов в некоторых обстоятельствах так, как если бы они были наделены положительным зарядом. Орбиты таких электронов называют дырочными орбитами. Мы сможем также объяснить большие значения коэффициента Холла в полуметаллах (таких как Аз, 5Ь, В1) и в полупроводниках. [c.303]

Незанятые электронами (вакантные) состояния в разрешенной зоне обычно называют дырочными состояниями (дырочными орбиталями). Наиболее нагляден случай, когда вблизи потолка разрешенной энергетической зоны имеется одно вакантное состояние (а все остальные заняты) такая ситуация возникает чаще в полупроводниках, чем в металлах. Понятие дырочной орбиты также относится к числу хорошо определенных, даже если в зоне число вакантных состояний (орбиталей) превышает число занятых, хотя топологическая природа той или иной конкретной орбиты мол ет зависеть от направления внешнего магнитного поля. Свойства самих дырок устанавливаются из более сложных соображений. [c.343]

Рис. 35. Поверхности Ферми у меди в повторяющейся зонной схеме на плоскости, слегка наклоненной по отношению к плоскости (001) в Л-пространстве. Если магнитное поле направлено по нормали, то электроны движутся по линиям пересечения этой плоскости с поверхностью Ферми. Различают замкнутые орбиты, которые охватывают заполненные состояния (электронные орбиты) и охватывают свободные состояния (дырочные орбиты). Направления движения в обоих случаях противоположны. Наряду с этими двумя типами орбит на рисунке изображена открытая орбита. Экстремальные орбиты, которые проявляются в эффекте де Гааза—ван Альфена, здесь прежде всего круговые орбиты, окружающие сферы Ферми, и узкие перемычки, связывающие сферы Ферми друг с другом (орбиты живота или бутылочного горла ), и дырочные орбиты, которые соприкасаются с четырьмя сферами ( орбиты-розетки или орбиты собачьей кости ). (По Макинтошу [56].)

Если в плотность тока дают вклад несколько зон, в каждой из которых имеются только замкнутые электронные (или дырочные) орбиты, то выражения (12.51) или (12.52) справедливы для каждой зоны но отдельности, а полная плотность тока в пределе сильных полей равна [c.239]

Можно также убедиться (см. задачу 5), что в том случае, когда ток переносится электронами, принадлежащими одной зоне с замкнутыми электронными (или дырочными) орбитами, поперечное магнетосопротивление (см. стр. 28) в пределе сильных полей стремится к постоянному, не зависящему от поля значению ( насыщается ) ). Это связано с тем, что поправки к плотностям тока в пределе сильных полей меньше предельных значений (12.51) и (12.52), отличаясь от них множителем порядка (со ст)" . Случай многих зон разобран в задаче 4, где показано, что, если в каждой зоне все электронные или дырочные орбиты замкнуты, то магнетосопротивление также стремится к насыщению. Исключение составляют лишь скомпенсированные металлы, для которых оно неограниченно возрастает с увеличением магнитного поля. [c.240]

Напомним, что орбиты получаются сечением поверхности Ферми плоскостями, перпендикулярными полю. Показаны замкнутая электронная орбита (2) замкнутая дырочная орбита (г) открытая орбита (а), которую можно продолжить до бесконечности в одном направлении в схеме повторяющихся зон. [c.291]

Рис. 7.1. Экстремальное сечение сети круговых орбит ПФ свободных электронов гексагонального металла, нормальное к гексагональной оси. В слабых полях поведение электронов отличается от свободных электронов, сеть разбивается на большие дырочные орбиты вида а (но амплитуда осцилляций, связанных с этими орбитами, мала) и малые орбиты треугольной формы вида б (орбиты на иглах в 7п или сигарах в Mg). В больших полях, когда возникает магнитный пробой, становится возможным движение по гигантским круговым орбитам в с вероятностью, возрастающей с полем.

ПРОБОЙ магнитный — туннельный переход электрона, движущегося в металле при наличии магнитного поля, с одной орбиты на другую световой — переход вещества в состояние плазмы в результате сильной ионизации под действием мощного светового излучения электрический — общее название процессов, приводящих к резкому возрастанию электрического тока в среде, исходно не электропроводной) ПРОВОДИМОСТЬ ионная обусловлена движением свободных ионов комплексная определяется отношением действующего значения силы переменного тока в электрической цепи к действующему значению напряжения на ее зажимах магнитная измеряется отношением магнитного потока в каком-либо участке магнитной цепи к магнитодвижущей силе, действующей на этом участке полупроводника [примесная дырочная (/)-типа) обеспечивается движением дырок в направлении, противоположном движению электронов, перебрасываемых из валентной зоны в зону проводимости полупроводника электронная (я-типа) осуществляется электронами, перебрасываемыми с донорных уровней в зону [c.266]

Рассмотрение движения в -пространстве прн наличии магнитного поля приводит к необходимости различать орбиты трех типов электронные, дырочные и открытые орбиты. Эффективная масса т электрона с данным к определяется выражением [c.376]

Подобно алюминию свинец имеет г. ц. к. решетку Бравэ, так что поверхности Ферми для этих металлов в модели свободных электронов оказываются во многом похожими необходимо учитывать лишь, что у свинца сфера имеет на больший объем и поэтому на 10% больший радиус, чтобы в ней могли разместиться четыре электрона, принадлежащих каждому атому (см. фиг. 9.9). Ввиду этого электронные карманы четвертой зоны больше по своим размерам, чем в алюминии, однако они, видимо, также исчезают под действием кристаллического потенциала. Дырочная поверхность во второй зоне меньше, чем в алюминии, а разветвленная трубочная электронная поверхность в третьей зоне является менее тонкой ). Поскольку свинец имеет четную валентность, внутри поверхностей второй и третьей зон должно содержаться одинаковое число уровней, т. е. п] = п1 . Гальваномагнитные свойства свинца оказываются, однако, довольно сложными, поскольку не все орбиты на поверхности Ферми в третьей зоне относятся к одному классу носителей. [c.304]

Рис. 7.10. Некоторые из возможных орбит в гексагональной сети [144]. Как и на рис. 7.7, точки показывают места брэгговских отражений, засечки — места магнитного пробоя. Площадь х считается отрицательной. Этим учитывается вращение электронов по этой дырочной орбите в направлении, противоположном вращению по орбитам , 0 и X. Характеристики различных орбит приведены в табл. 7.2. Заметим, что некоторые орбиты, имеющие идентичную площадь, обладают различной симметрией, а потому и различными весовыми множителями С (ср. (5) с (11) или (8) с (7), (9) или с (10).

Этот удивительно общий результат представляет собой всего лишь более компактный способ формулировки утверждения о том, что в пределе юильных полей основной вклад в ток дает дрейфовая скорость w. Он справедлив в случае произвольной зонной структуры как разно той причине, что в полуклассических уравнениях дрейфовая скорость w продолжает играть такую же фундаментальную роль, как и в теории свободных электронов. Он оказывается несправедливым (см. ниже), если некоторые электронные и дырочные орбиты являются открытыми — тогда w уже не дает основного вклада в ток в пределе сильных по.тей. [c.239]

Благородные металлы 1287—292 дырочные орбиты в них 1291 зонная структура и поверхность Ферми 153 коэффициент Холла 130 магнетосопротивление 171, 292 модуль всестороннего сжатия оптические свойства 1297, 298 постоянная решетки I 82 теплоемкость 162 Ближайший сосед I 83 Блоховская стенка II334—336 [c.401]

Базоцентрированная ромбическая решетка Бравэ II 125 Бесщелевая сверхпроводимость II 341 (с) Благородные металлы I 287—292 дырочные орбиты в них I 291 зонная структура п поверхность Ферми I [c.392]

При наличии перекрытия двух последовательных энергетических зон, из которых нижняя была бы полностью заполнена, происходит перетекание электронов из одной зоны в другую. При этом концентрация пустых (дырочных) состояний П2 в одной из зон совпадает с концентрацией заполненных (электронных) состояний щ в другой зоне. Такой металл принято называть компенсированным п.1 = п2). Дрейфовый ток в нем в нервом приближении отсутствует. В случае замкнутых ПФ можно с онределенностью говорить либо об электронном ее характере, если внутри находятся заполненные состояния, либо о дырочном, если она окружает пустые состояния. В этом случае, если ni=n , все компоненты тензора проводимости определяются диффузией центров орбит, т. е. ахх Оуу аа/(( ат) < В . (На незамкнутой, а также ыногосвязной ПФ возможны как дырочные, так и электронные орбиты.) Приведенные выражения для компонент тензора проводимости исчерпывающим образом описывают все многообразие возможных асимптотик Поведения гальваномагнитных свойств металлов. [c.737]

Возбуждённые состояния Д. я. Парные корреляции нуклонов- Возбуждённые состояния ядер образуются при переходе частиц из заполненных уровней на свободные. Незаполненные орбиты под уровнем Ферми образуют дырочные состояния, а заполненные над уровнем Ферми — частичные . Возбуждённые состояния впредсляются гл. обр. т, н. остаточным взаимодействие ем между нуклонами, в частности взаимодействием, переводящим пару нуклонов одного сорта из состояния (vv) в состояние (v v ), где v, v — совокупности квантовых чисел (10), а v, v — сопряжённые по времени состояния с проекцией момента —fi. Это взаимодействие приводит к парным корреляциям сверхпроводящего типа, к-рые в Д. я. характеризуются сил ым коп-фигурационпым смешиванием уровней v и v, находящихся в интервале энергий порядка энергии корреляции пары по обе стороны от поверхносги Ферми. [c.601]

Одни авторы [2] связывают появление тетрагональности с особенностями зонной структуры переходных металлов и возможностью образования дырок среди коллективизированных электронов. Зонная модель ферро- и антиферромагнетизма предполагает, что в фермиевском газе свободных электронов в определенных условиях устанавливается обменное взаимодействие, способствующее самопроизвольному намагничиванию. В Зс1-металлах нахождение одной дырки на жу-орбитали приводит к формированию связывающей dxy-зоны, а образующиеся две дырки попадают на dyz и с гж-орбитали, что ведет к кооперативному искажению ГЦК-решетки до тетрагональной симметрии. Одновременно возникает двухподрешеточная структура и появляется антиферромагнитная корреляция. В первом случае, с/а>1 и наблюдается антиферромагнитное взаимодействие в плоскостях (001) во втором случае, ja< и— взаимодействие между плоскостями (001).Спо-нижением температуры испытания и уменьшением содержания железа роль дырочной проводимости увеличивается [30]. Зонная модель со спонтанным моментом коллективизированных электронов наиболее полно объясняет магнитные свойства Зд-металлов с высокой степенью перекрытия недостроенных оболочек (хром, марганец). Однако эта модель не объясняет разделения магнитных и кристаллографических превращений, а также существования анти- ферромагнитного порядка только в ГЦК-кристаллах [2]. [c.77]

Интересно продвинуться несколько дальше, чтобы увидеть, какова энергия связи экситона в таком типичном полупроводнике, как германий. Мы будем полагать, что легкий электрон (среднее геометрическое от двух одинаковых поперечных и одной продольной массы равно 0,22) движется относительно несколько более тяжелой дырки. Поскольку размер орбиты окажется больше, чем межатомное расстояние, электрон-дырочное взаимодействие надлежит уменьшить, разделив его на макроскопическую диэлектрическую постоянную, равную для германия 16. [Мы увидим, что эта процедура самосогласованная, если учтем, что боровский радиус основного состояния есть А х/т е, гдех —диэлектрическая постоянная. Полагая т = т/5, находим, что его величина составляет 80 атомных расстояний (42 А). Это много больше межатомных расстояний.) [c.184]

Орбиты блоховских электронов в магнитном поле I 232—237 дырочные I 233 кпантовапие I 271—273 открытые I 235 [c.403]

Как указали Коэн и Фаликов, впервые высказав идею о МП, пробой должен привести к значительным изменениям гальваномаг-нитных свойств, и это действительно было обнаружено. Так, из орбит, открытых в слабых полях, могут сформироваться замкнутые орбиты при возникновении МП, или из дырочных орбит образуются электронные , что приводит к нарушению компенсации. Вследствие эТого неограниченный вначале рост магнетосопротивления, соответствующий топологии ПФ, будет сменяться спадом и произойдет постепенный переход к насыщению. В режиме МП име- [c.398]

К-ЗАХВАТ, захват ат. ядром эл-на с ближайшей к ядру орбиты—Я-оболочки. См. Электронный захват. КИКОИНА — НОСКОВА ЭФФЕКТ (фотомагнитоэлектрический эффект), возникновение электрич. поля в освещённом ПП, помещённом в магн. поле. Электрич. поле перпендикулярно магн. полю и потоку носителей тока (эл-нов проводимости, дырок), диффундирующих в ПП в направлении от освещённой стороны ПП, где поглощённые фотоны образуют электронно-дырочные пары, к неосвещенной. К.— Н. э. наблюдается при резко неоднородной концентрации неосновных носителей тока, что достигается при сильном поглощении света. Открыт в 1933 сов. физиками И. К. Ки-коиным и М. М. Носковым, ф См. лит. при ст. Фотоэдс. [c.281]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...