Дырочное представление

Знаки плюс и минус отвечают ветвям легких и тяжелых дырок, каждая из которых при отсутствии нечетных по к членов в эффективном гамильтониане двукратно вырождена. Для большинства полупроводников со структурой цинковой обманки зонные параметры /4, В, В в электронном представлении отрицательны, а ветви тяжелых и легких дырок ниспадающие. В дырочном представлении, используемом в (2.29), они имеют положительную кривизну. Для полноты приведем коэффициенты у разложения (2.25) в базисе (2.27) [c.22]

Вакуумное состояние в дырочном представлении определяется условиями [c.144]

В дырочном представлении (см. 21.1) основное состояние диэлектрика является вакуумом (без частиц) и все физически. величины отсчитываются от этого основного состояния. Электрон имеет отрицательный электрический заряд и отрицательную эффективную массу у потолка валентной зоны (24.5), Дырке надо сопоставить положительный электрический заряд и положительную эффективную массу т = — г = т = 6Й /а . Энергию дырки (л отсчитывают от потолка зоны [c.153]

Следовательно, при значениях (39.32) вне сферы Ферми е(к)> >0) операторы Ако — ак и, Акх = а к,- и- Следовательно, они уничтожают электроны, находящиеся, соответственно, в состояниях к, 7г) и —к, — /г)- Внутри же сферы Ферми (е(А )<0) эти операторы имеют значения Л о = — -, - / 1 = 0. /,. Следовательно, они соответствуют рождению электронов (или уничтожению дырок) в состояниях (—к, — Уг) и к, Уг)- Таким образом, преобразование (39.33) эквивалентно переходу к дырочному представлению, рассмотренному в 21.1. В состояниях, соответствующих тривиальному решению уравнения (39.29), спектр одноэлектронных состояний остается неизменным, так как Е к)==е(к). В этом случае металл находится в нормальном состоянии и оказывает сопротивление проходящему току. [c.288]

Дырочная проводимость 146 Дырочное представление 143 [c.637]

Перечисленные экспериментальные факты позволяют с достаточной надежностью предположить, что У-центры являются аналогами электронных центров окраски. С химической точки зрения это означает, что если f-центры соответствуют нейтральным атомам щелочного металла, диспергированным в щелочно-галоидном кристалле, то определенные У-центры должны соответствовать диспергированным нейтральным атомам галоида. По аналогии с физической моделью элементарного центра окраски, согласно которой f-центр представляет собой электрон, ассоциированный с вакантным галоидным узлом, элементарный дырочный центр может быть представлен как положительная дырка, ассоциированная с вакантным катионным узлом. [c.35]

По мере понижения температуры жидкости до значений, достаточно близких к температурам кристаллизации, сила сцепления между частицами возрастает, и жидкость становится в значительной мере похожей на твердое тело. Однако в отличие от него жидкость пронизана множеством поверхностей разрыва, образуемых совокупностью микрополостей. На этом основании Я. И. Френкель [10] развил дырочную теорию жидкого состояния, согласно которой свободный объем V—Уд может быть представлен в виде [c.13]

Дырочное представление. Состояние слабовозбужденных систем, состоящих из N квазичастиц-электронов, мало отличается от основного состояния Фо. При возбуждении изменение основного состояния сводится к освобождению некоторых уровней с энергией Е) Ер и заполнению соответствующего числа уровней с энергией Ех>Ер. Состояния остальных квазичастиц остаются при этом неизменными, поэтому описание многоэлектронных систем с помощью функций (21.4), в которых указываются состояния всех N электронов системы, очень громоздко. Удобно возбужденные состояния системы невзаимодействующих квазичастиц-электронов характеризовать указанием только состояний, занятых электронами с энергией Е% >Ер, и освободившихся состояний с энергией Е Ер. Такие освободившиеся состояния Я называются .дырками . Переход электрона из занятого Я состояния в свободное Я состояние можно рассматривать как рождение пары квазичастиц электрона в состоянии Я и квазичастицы-дырки в состоянии Я. При этом основное состояние Фо рассматривается как вакуумное состояние (без квазичастиц), обладающее [c.143]

Это своеобразное описание возбужденных состояний системы фермн-частиц называется дырочным представлением. При таком описании мы говорим об электроне только тогда, когда он займет место, пустовавшее в основном состоянии, оставив свободным ранее занятое состояние, т. е. образовав дырку. Дырка по отношению к такому электрону является античастицей. Аннигиляция дырки и электрона соответствует возвращению электрона в прежнее состояние. [c.143]

Поскольку свойства электронов с отрицательной эффективной массой очень сильно отличаются от свойств нормальных электронов, их удобнее описывать, пользуясь представлением о некоторых квазичастицах, имеющих заряд - -е, но положительную эффективную массу. Такая квазичастица получила название дырка. Предположим, что в зоне все состояния, кроме одного, заняты электронами. Вакантное состояние вблизи потолка зоны и называют дыркой. Если внешнее поле равно нулю, дырка занимает самое верхнее состояние. Под действием поля < Г на это вакантное состояние перейдет электрон с более низкого энергетического уровня. Дырка при этом опустится. Далее дырочное состояние займет следующий ьаектрон и т. д. При- этом дырка сместится вниз по шкале энергий. Таким образом, ток в кристаллах может переноситься не только электронами в зоне проводимости, но и дырками в валентной зоне. Дырочная проводимость наиболее характерна для полупроводников. Однако есть и некоторые металлы, которые обладают дырочной проводимостью. [c.235]

Кеезом и др. [124] исследовали влияние облучения нейтронами в реакторе на теплоемкость. В образце, подвергнутом общей дозе облучения, равной 5-10 нейтронов на 1 обнаружились два эффекта а) величина 0 уменьшилась примерно на 3% и б) в пределах погрешности эксперимента линейный член в теплоемкости исчез. Последующий отжиг до 500° С не вызвал существенных изменений в низкотемпературной теплоемкости, отжиг до 780° С привел к появлению линейного электронного члена, не изменив, однако, пониженной облучением величины вд. Эти эффекты можно объяснить в рамках существующих представлений о влиянии облучения нейтронами на электрические свойства кремния (ссылки на соответствующие работы см. в [124]). Под действием облучения возникают нерегулярности решетки (свободные места и смещенные атомы), что приводит, по-видимому, к появлению новых уровней в запрещенной зоне между валентными электронами и зоной электронов проводимости. При низких температурах эти новые уровни являются ловушками для электронов проводимости и дырок, что вызывает исчезновение линейного члена в теплоемкости, появление которого связано с носителями тока (в нашем случае с дырками, так как до облучения образец принадлежал к дырочному типу). Отжиг при достаточно высокой температуре устраняет нарушения, вызванные облучением, и уменьшает количество новых уровней, что приводит снова к появлению линейной добавки к теплоемкости. [c.347]

Наглядное представление о возникновении поверхностных состояний можно получить 3 рзссмотрення связей, действующих между атомами в объеме и на поверхности кристалла. На рис. 8.27 изображена плоская модель решетки германия. Атом в объеме кристалла окружен четырьмя ближайшими соседями, связь с которыми, осуществляется путем попарного обобществления валентных элект-. ронов. У атомов, расположенных на свободной поверхности А А, одна валентная связь оказывается разорванной, а электронная пара неукомплектованной. Стремясь укомплектовать эту пару и заполнить свою внешнюю оболочку до устойчивой восьмиэлектронной конфигурации, поверхностные атомы ведут себя как типичные акцепторы, которым в запрещенной зоне соответствуют акцепторные уровни Eg (рис. 8.26, б). Электроны, попавшие на эти уровни из валентной зоны, не проникают в глубь кисталла и локализуются на расстоянии порядка постоянной решетки от поверхности. В валентной зоне возникают при этом дырки, а в поверхностном слое полупроводника — дырочная проводимость. [c.241]

Исследования автора, приведшие к выводам о наличии в чистых кристаллах щелочно-галоидных соединений уровней захвата положительных дырок, были выполнены еще в 1941 году, но смогли быть опубликованы лишь после войны [72, 73, 74], по причинам, указанным в работе [74]. Представление о дырочных центрах, возникающих вследствие локализации положительных дырок на дефектах структуры, было привлечено автором в качестве рабочей гипотезы для объяснения устойчивости окраски и явлений люминесценции в фотохимически окрашенных щелочно-галоидных кристаллах. При этом предполагалось, что дырочные уровни захвата расположены в запретной зоне и не связаны с какими-либо чужеродными примесями, а обусловлены дефектами структуры чистых реальных кристаллов. Поглощение света дырочными центрами связывалось с освобождением положительных дырок с уровней захвата и их последующей рекомбинацией с / -центрами. Впоследствии такой механизм обесцвечивания был подтвержден рядом экспериментальных исследований. [c.31]

В 1947 году автор [121] впервые начал развивать представления о том, что свечение фотохимически окрашенных щелочно-галоидных кристаллов обусловлено процессами рекомбинации электронов и положительных дырок, локализующихся при возбуждении на электронных и дырочных уровнях захвата, существующих в реальном кристалле при отсутствии в нем какой-либо активирующей примеси. [c.139]

При такой неопределенности представлений о структуреЛ -иентров трудно приписывать определенные полосы свечения к определенным электронным переходам. Однако можно считать несомненно доказанным, что люминесценция фотохимически окрашенных кристаллов щелочно-галоидных соединений обусловлена рекомбинацией электронов и положительных дырок, образующихся в кристалле в процессе фотолиза и локализующихся на электронных и дырочных уровнях захвата. [c.147]

Цель данной статьи состояла в том, Чтобы ввести неспециалистов в круг основных проблем и понятий, существующих в физике экситонного вещества в полупроводниках. Представленная здесь информация лишь в малой степени раскрывает проблематику обширной науки об экситонах, которой специалисты по физике твердого тела занимаются в течение нескольких по следних десятилетий. Я сконцентрировал свое внимание на проблеме макроскопического движения и термодинамических свойств экситонных фаз —экситонов, биэкситоиов и электрон-дырочной жидкости в кремнии и германии, исследуемых спектроскопически-ви-зуализационными, методами. В приведенной ниже литературе можно найти описание многих других экспериментальных методик, а также изложение истории данного вопроса. [c.152]

Когда слова физика твердого тела произносят любители музыки, то по сути дела они имеют в виду неоднородные полупроводники, и, строго говоря, именно эти слова должны украшать передние панели бесчисленных приемников и усилителей. Такое распространенное представление о физике твердого тела отражает тот факт, что наиболее широкое и яркое применение в технике она нашла благодаря своеобразным электронным свойствам полупроводниковых устройств. В этих устройствах используются полупроводниковые кристаллы, в которых специально создается неоднородное распределение концентрации донорных и акцепторных примесей. Мы не будем пытаться дать здесь описание огромного тасла разнообразных полупроводниковых приборов, а остановимся только на важнейших физических принципах, на которых основана их работа. Этими принципами определяется распределение электронных и дырочных концентраций и токов в неоднородном полупроводнике как в отсутствие, так и при наличии приложенного электростатического потенциала. [c.210]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...