Электронное поглощение ультразвука в полупроводниках

Следует подчеркнуть, что полностью микроскопический подход к исследованию энергетического спектра электронов в твердом теле связан с чрезвычайными математическими трудностями обш,его характера, не специфичными именно для многоэлектронной задачи. Эти трудности возникают и в обычной одноэлектронной теории и связаны с необходимостью решения задачи о движении одного электрона в периодическом поле идеальной решетки. Дело в том, что обычно в коллектив электронов, определяющих электрические, магнитные и др. свойства твердого тела, естественно включать электроны не всех вообще, а лишь одной-двух внешних атомных оболочек. Конкретное разделение на коллектив электронов и атомные остовы зависит, естественно, от природы вещества и характера задачи (см. ниже). Однако вид электронной плотности даже в изолированном атоме обычно не удается представить в простой аналитической форме. В результате приходится либо апеллировать к более или менее грубым приближенным методам, либо иметь дело с уравнением неизвестного вида. По этой причине представляется целесообразным вообще отказаться от полного вычисления энергетического спектра электронов в идеальной решетке, определяя его параметры из опыта. В полупроводниках для этой цели удобно использовать, например, явление циклотронного (диамагнитного) резонанса [2], [3] в металлах успех сулит использование гальваномагнитных данных [1] и исследование поглощения ультразвука в магнитном поле [4]. Динамическая теория при этом должна давать ответ на следующие вопросы [c.158]

В твёрдых телах Д.с. з. появляется обычно тогда, когда акустич. волна взаихмодействует с к.-л. видами внутренних возбуждений п под её действием возникает изменение состояния электронов, системы спинов, спиновых волн или любой другой системы. Так, напр., при распространении звука в полупроводнике, обладающем пьезоэффектом (напр., dS, ZnO), взаимодействие звуковых волн с электронами проводимости приводит к Д. с. 3. и к поглощению релаксационного типа (а при нек-рых условиях — к усилению звука, см. Усиление ультразвука). Величина Д. с. 3. в этОхМ случае определяется величиной коэффициента электромеханической связи К для данного материала A I q I Положение области частот, в к-рой имеется дисперсия, определяется условием [c.122]

В металлах и полупроводниках, кроме решёточного П. з., описанного выше, а также термоупругого и связанного с внутренним трением, имеется ещё специфич. поглощение, сбя-занное с взаимодействием ультразвука с электронами проводимости. В металлах эти эффекты становятся заметными при темп-рах ниже примерно 10 К. При переходе металла в сверхпроводящее состояние П. 3. уменьшается. При наложении магнитного поля, разрушающего сверхпроводимость, поглощение возрастает. Взаимодействие УЗ с носителями тока в полупроводнике при наличии внешнего электрич. поля может привести к появлению отрицательного П. з., т. е. к усилению ультразвука. [c.262]

ПЬЕЗОПОЛУПРОВОДНИК - - полупроводниковый материал, обладающий пьезоэффектом. При распространении акустич. волны в П. переменные деформации и напряжения вследствие пьезоэффекта приводят к появлению электрич. поля, изменяющегося с той же периодичностью и действующего на электроны проводимости. В результате такого взаимодействия ультразвука с электронами проводимости возникает ряд эффектов, напр, дополнительное поглощение звука в полупроводнике, а также, при определённых условиях, происходит усиление звука (см. Усиление ультразвука в полупроводниках). П. являются кристаллы dS, ZnO, dTe, GaAs, GaSb и др. [c.274]

Среди физич. механизмов, обусловливающих затухание звука в кристаллах, можно выделить следующие рассеяние звука на микродефектах, поглощение, обусловленное термоупругими и тепловыми эффектами, дислокационное поглощение, поглощение, вызванное взаимодействием упругой волны с тепловыми колебаниями кристаллич. решётки — фононами (см. Поглощение звука) , кроме того, в металлах и полупроводниках существует специфич. вид поглощения звука, обусловленный взаимодействием ультразвука с электронами проводимости, в ферромагнитных кристаллах дополнительное поглощение УЗ обусловлено движением доменных стенок и спин-фононным взаимодействием, в сегнетоэлектрич. кристаллах наблюдается специфич. возрастание поглощения вблизи точки фазового перехода (см. Сегнетоэлектр ичество). [c.296]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...