Экспериментальные методы исследования фононного спектра.
Экспериментальные методы исследования фононного спектра. - раздел Электротехника, Экранирование электрического поля в полупроводниках. Дебаевская длина экранирования. Эффект поля Чтобы Определить Закон Дисперсии Фононов Необходимо Подобрать Такое Воздейств...
Чтобы определить закон дисперсии фононов необходимо подобрать такое воздействие, эн. кот. будет соответствовать энергии фононов. Макс. энергия фононов опр-ся
Основной метод: рассеяние нейтронов.
Рассеяние света на акустических колебаниях – Бриллюэновское, а рассение на оптических фононах – рассеяние Мандельштама-Рамана (рамановское рассеяние), комбинационное рассеяние.
Бриллюэновское:
Методика определения з-на дисперсии связана с измерением волн. вектора, энергии и частоты воздействия света.
На самом деле миним. в рассеянии нейтроны не острые, а имеют конечную величину. Т.е. энергия фонона имеет некоторую неопределенность. Эта неопределенность связана с взаимодействием фононов, кот. приводит к конечности их времени жизни.
– время жизни;
Взаимодействие фононов, приводящее к рождению и уничтожению фононов, возникает в результате ангарионических взаимод. решетки.
- Фурье – образ сил. Тензора
} – 3n ур.
г.у. Борли – Кармана:
Введём новые переменные:
;
Получим симметризованную систему:
Берём стандартное решение данной систему;
условие разрешимости данной ам. системы равенству 0 определителя:
- собственный вектор
Собственный вектор и собственные значения динамической матрицы описывают независимые гармонические колебания кристалла, которые называются нормальными модами (с заданной частотой)
Любые колебания кристалла можно представить в виде суперпозиции нормальных мод с заданным q (для волны) 3n. Полное число нормальных мод 3nN.
Существенно, что компенсация силового тензора зависит от q, то и .
Зависимость называется законом дисперсии данной нормальной моды.
- деформационные потенциалы;
сдвиг
всестороннее сжатие, растяжение
Для зоны проводимости в Si: В отсутствие деформации в зоне проводимости Si 6 эквив. эллипсоидов проводимости.
При одноосном сжатии вдоль оси z:
Эллипс, для которых - опускаются вниз, для которых - поднимаются вверх.
Эллипсоиды 1,2 опускаются; 3,4,5,6 – поднимаются:
для зоны проводимости
для валентной зоны
В валентной зоне: при деформации снимается вырождение, зоны легких и тяжелых дырок расщепляются. Подвижность увеличивается.
Эти эффекты используются для управления подвижностью в гетероструктурах. Гетероструктура – граница 2-х материалов, решетка одного переходит в решетку другого. На гетеропереходе происх. разрыв краев зон:
для идеального контакта постоянные решетки 2-х материалов должны быть близки друг другу. В противном случае возник. эл. напряжение, что приводит к образованию дислокаций. Если один из слоев – тонкий, то такая гетероструктура наз-ся напряженной
подл. Si (задает постоянную решетки):
при очень низких Т , т.е. определяется CV, т.к. процессы переброса вымерзают, нет фононов, кот. в них участвовали бы. Длина свободного пробега определяется размерами образца.
При низких, но не сильно, температурах число фононов, способных участвовать в проц-х переброса растет экспоненциально:
Интрига заключается в том, положение атомов в решетке – ф-ция времени В каждый момент времени периодичность отсутствует.
- КТР (коэф. температурного расширения);
γ – параметр Грюнайзена, кот. зависит от производной закона дисперсии по объему
Термическое расширение возникает в следствие зависимости частоты фононов от объема системы.
Система с зарядами экранирует внешнее поле если носители заряда связаны с атомами то уравнение Пуассона описывает экранирование электрического... уравнение Пуассона описывает экранирование эл поля в среде...
Уровень электронейтральности и пиннинг уровня Ферми
Если есть сост., то оно м.б. либо заполнено, либо не заполнено. Сущ. некий уровень E0–уровень электронейтральности, такой что если уровень Ферми совпадет с ур.
Р-n переходе.
Ток – состояние неравновесное, можно ввести квазиуровни Ферми.
ВАХ реального диода.
1 и 3 области – причина токов генерации и рекомбинации в объеме перехода.
ВАХ контакта Шоттки.
Положительное смещение соответствует минусу на Ме и плюсу на п/п n типа (зоны смещаются вверх). При положительном барьер уменьшается, при отрицательном сужается (возрастает).
Природа и свойства связанных состояний.
Образование квантовых состояний представляет собой чисто квантово0-механическое явление, т.к. в классической физике система разноименно заряженных частиц, взаимодействующих по закону Кулона, неусто
Свойства глубоких уровней.
1. Амфотерность – любая примесь может быть и донором и акцептором.
2. Многозарядность – один и тот же примесный атом может создавать несколько различных уровней с различающимся зарядом.
Методы описания
Метод эффективной массы вследствие r0~a(переменной решетки), не применим(волновая функция плавно меняется на периоде решетки!). Для наглядного описания модно пользоваться методом сильной
Опыт Дорфмана.
Через тонкую никелевую фольгу толщиной - 20 мкм, помещенную между полюсами электромагнита нормально к ее поверхности, пропускался пучок электронов. При постановке опыта никелевая фольга была нама
Микроскопическая природа ферромагнетизма
Атомы или ионы приобретают магнитный момент, как правило, если они имеют нескомпенсированные спины электронов. Например в атомах железа на внутренней 3d-оболочке имеется четыре нес
Обменное взаимодействие.
Причина магнитного упорядовачиния связана с кулоновским взаимодействием электронов.Которое зависит от спина.Когда мы рассматриваем основные приближения зонной теории то при описании
Теория Гинзбурга-Ландау
Будем описывать теорией фазовых переходов II рода. Вопрос состоит в том, чтобы выбрать в качестве параметра порядка.
Гинзбург и Ландау в качестве параметра порядка предложили взять
Новости и инфо для студентов