Реферат: Зонная теория твердых тел
Е(К) – функция квазиимпульса. Энергия электрона в идеальной решетке есть периодическая функция квазиимпульса.
Импульс электрона
Дырки – квазичастицы с меньшей энергией располагаются у потолка валентной зоны и увеличивают свою энергию, перемещаясь по шкале энергии вглубь валентной зоны. Для дырок и электронов отсчет энергий в противоположных направлениях.
Электроны и дырки, обладающие волновым вектором , могут сталкиваться с другими частицами или полями, как если бы они имели импульс
- называется квазиимпульсом.
Обозначение | Название | Поле |
![]() | Электрон | - |
![]() | Фотон | Электромагнитная волна |
![]() | Фонон | Упругая волна |
![]() | Плазмон | Коллективная электронная волна |
![]() | Магнон | Волна перемагничивания |
--- | Полярон | Электрон + упругая деформация |
--- | Экситон | Волна поляризации |
На фононах рассеиваются рентгеновские лучи, нейтроны.
Импульсу в квантовой механике отвечает оператор
.
т.е. плоская волна Ψк является собственной функцией оператора импульса , причем собственными значениями оператора импульса служат
Энергия Ферми определяется как энергия электронов на высшем заполненном уровне
где nF – квантовое число наивысшего занятого энергетического уровня.
2nF =N
где N – число электронов в объеме
Энергия - квадратичная функция квантового числа nF .
Волновые функции, удовлетворяющие уравнения Шредингера, для свободной частицы в периодическом поле представляют собой бегущие плоские волны:
при условии, что компоненты волнового вектора принимают значения
аналогичные наборы для Ky и Kz . Любая компонента вектора имеет вид
, где
n – целое положительное или отрицательное число. Компоненты являются квантовыми числами наряду с квантовыми числами
задающим направление спина.
т.е. собственные значения энергии состояний с волновым вектором