Cтраница 4
Мы получили для плотности состояний общее выражение, которое теперь применим для теплового излучения. Напомним, что в классической физике спиновое вырождение определяется числом возможных направлений поляризации электромагнитной волны. [46]
Имеется особенность, связанная со статистикой занятия донорных уровней в полупроводнике, которая требует, чтобы их функция распределения несколько отличалась от обычного выражения Ферми - Дирака. Каждый уровень основного состояния донора имеет двукратное спиновое вырождение. Если один из двух имеющихся уровней основного состояния уже занят, то другой не может быть занят, так как необходим только один электрон, чтобы удовлетворить требованиям валентности донор-ного атома. [47]
У иона в S-состоянии ( например, Мп2) нет орбитального вырождения. Однако кристаллическое поле может вызвать некоторое снятие спинового вырождения ( разд. [48]
Спиновое вырождение сохраняется, пока не наложено магнитное поле. Если вещество содержит более одного неспаренного электрона, спиновое вырождение также нарушается под влиянием кристаллического поля. Таким образом, спиновые уровни могут быть расщеплены и в отсутствие магнитного поля; это явление называется расщеплением в нулевом поле. При четном числе неспаренных электронов спиновое вырождение может быть снято полностью под влиянием кристаллического поля. [49]
Следует, однако, отметить, что влияние чисто спинового вырождения на электронное строение и свойства системы значительно слабее орбитального, так что до сих пор подавляющее большинство исследований посвящено последнему. [50]
Каждый невозмущенный терм ( т, L, S) обладает, как известно, ( 2L -) - 1) - кратным вырождением относительно пространственной ориентации орбитального момента количества движения L ( орбитальное вырождение) и ( 2S - f - 1) - кратным вырождением относительно пространственной ориентации спина S. При этом ( 2S - - 1) - кратное спиновое вырождение сохраняется, так как кристаллическое поле может влиять лишь на орбитальное движение электронов. Поскольку, согласно предположению, мы рассматриваем случай промежуточного поля Ак. АКорр спин имеет постоянное не зависящее от кристаллического поля значение, которое для основных термов определяется, в частности, первым правилом Хунда ( см. стр. [51]
Примесный уровень может принять только один электрон ( или дырку), но принятый электрон ( или дырка) может занять состояние со спином V. Таким образом, состояние оказывается двукратно вырожденным при учете спинового вырождения. Тогда - фактор для электронов на донорных состояниях или дырок на акцепторных состояниях должен быть равен двум; - фактор для дырок на донорных состояниях или электронов на акцепторных состояниях можно вычислить, воспользовавшись соотношениями, аналогичными по форме уравнению (3.5): / Jj - ( - fd 1; / jj / 1 ( индексы а и d относятся к акцепторным и донорным состояниям), g - факторы для дырок на донорных уровнях и электронов на акцепторных уровнях будут равны V. В современной литературе термин фактор спинового вырождения применяют или к величине g, или к величине g 1 в зависимости от того, какая из них больше единицы. Следует отметить, что, если учесть другие механизмы вырождения примесных состояний, кроме спинового, значения - фактора могут получиться больше двух. Например, если примесное состояние отщепляется от разрешенной зоны сложной энергетической структуры, то вырождение состояний в экстремальных точках разрешенной зоны переносится и на примесное состояние. [52]
Цв 0), то знак потенциала второй степени будет определять, которое из двух орбитальных состояний, 2S) или 0), будет нижним, как видно из фиг. Если два орбитальных состояния значительно разделены, то нижний синглет с его двукратным спиновым вырождением в первом приближении будет вести себя подобно спиновому дублету. Приведенные в табл. 7.22 формулы верны с точностью до порядка Я / А, где К - параметр спин-орбитального взаимодействия, а величина А определяется главным образом расщеплением в кубическом поле. [53]