Квазиимпульс - электрон
Cтраница 3
Этот переход называется непрямым. Взаимодействиями, изменяющими квазиимпульс электрона, могут являться столкновения электронов друг с другом, с примесными атомами, с фоно-нами. [31]
Хаотические колебания решетки ( фононы), примеси и другие дефекты вызывают нарушение идеальности решетки. Они приводят к рассеянию квазиимпульса электронов, диссипации энергии и разрушению когерентности взаимодействия электронов полупроводника с ЭМП. [32]
Следовательно, изменение квазиимпульса электрона при столкновении с фононом происходит на малую часть всего квазиимпульса. Происходит как бы двумерная диффузия вектора квазиимпульса электрона по поверхности Ферми. Для оценки коэффициента диффузии надо воспользоваться формулой (41.13), которая относится к случайным блуждениям любого рода. Если k изменяется W раз в секунду, то скорость его изменения есть h f W. Это следует из задачи 3 § 4, так как при 6; бд интеграл дающий число фононов, распространяется до бесконечности. [33]
Аналогия между (2.59) и соответствующим соотношением классической механики очевидна. Это дает основание называть величину Р квазиимпульсом электрона в кристалле. [34]
Влияние полей кое время, в течение которого электрон ионов на изменение квази - проходит малую область локального воз-импульса электронов мущения. Такое кратковременное взаимодействие приводит к значительному изменению скорости и квазиимпульса электрона, что равносильно удару в механике, поэтому его называют соударением или столкновением. В связи с тем что соударения приводят к изменению числа частиц, имеющих направленное движение, процессы соударения называют также процессами рассеяния. [35]
За столь малое время весьма сильно успевают измениться скорость и квазиимпульс электрона, что позволяет провести аналогию с ударом. [36]
Как и в диэлектрических кристаллах, конечность кинетических коэффициентов идеального ( без примесей или дефектов) металлического кристалла связана с существованием процессов переброса. С учетом одних лишь нормальных процессов, идущих с сохранением суммарного квазиимпульса электронов и фононов, кинетические уравнения имели бы паразитные решения, отвечающие движению электронной и фононной систем как целого относительно решетки. [37]
 |
Схема устройства полупроводникового лазера. [38] |
В элементарном акте поглощения фотона с образованием пары электрон-дырка и в обратном процессе рекомбинации электрона и дырки с испусканием фотона наряду с законом сохранения энергии должен выполняться закон сохранения импульса. Импульс фотона Йш / с настолько мал по сравнению с характерными значениями квазиимпульсов электрона и дырки при данной температуре, что на рис. 122 оптические переходы изображаются вертикальными стрелками. Например, при рекомбинации электрон может перейти из зоны проводимости только в такое не занятое состояние валентной зоны, которому соответствует такое же значение квазиимпульса, какое было у него в зоне проводимости. [39]
В отличие от § 4 здесь волновой вектор обозначен через /, чтобы не смешивать его с квазиимпульсом электрона. [40]
Постоянному значению Uk соответствует плоская волна совершенно свободного электрона. Поэтому для электронов полосы проводимости, которые ведут себя как почти свободные, волновой вектор рКК рассматривается как квазиимпульс электрона. [41]
Открытая ферми-поверхность при любом выборе элементарной ячейки в р-пространстве ( обратной решетке) пересекает границы ячейки. Ясно, что в этом случае всегда возможны процессы переброса с испусканием или поглощением фонона со сколь угодно малой энергией: уже малое изменение квазиимпульса электрона вблизи границы ячейки может перебросить его в соседнюю ячейку. В течении своей диффузии по ферми-поверхности все электроны в конце концов достигают границ ячейки и, таким образом, могут участвовать в процессах переброса. Следовательно, и в этом случае вероятность процессов переброса не обладает какой-либо дополнительной ( по сравнению с нормальными процессами) малостью. Само разделение процессов на нормальные и с перебросом зависит от способа выбора ячейки обратной решетки и в этом смысле условно. При открытой ферми-поверхности указанное выше свойство ( отсутствие особой малости частоты процессов переброса) остается при любом выборе ячейки. [42]
Открытая ферми-поверхность при любом выборе элементарной ячейки в р-пространстве ( обратной решетке) пересекает границы ячейки. Ясно, что в этом случае всегда возможны процессы переброса с испусканием или поглощением фонона со сколь угодно малой энергией: уже малое изменение квазиимпульса электрона вблизи границы ячейки может перебросить его в соседнюю ячейку. В течении своей диффузии по ферми-поверхности все электроны в конце концов достигают границ ячейки и, таким образом, могут участвовать в процессах переброса. Следовательно, и в этом случае вероятность процессов переброса не обладает какой-либо дополнительной ( по сравнению с нормальными процессами) малостью. Само разделение процессов на нормальные и с перебросом зависит от способа выбора ячейки обратной решетки и в этом смысле условно. При открытой ферми-поверх-ности указанное выше свойство ( отсутствие особой малости частоты процессов переброса) остается при любом выборе ячейки. Для фононов же элементарная ячейка выбирается так, чтобы точка k - 0 находилась в ее Центре; тогда все длинноволновые фононы ( которые только и надо рассматривать при Т в) находятся в малой части объема одной ячейки в окрестности ее центра. [43]
Когда движущийся электрон сталкивается с волной смещений, он может либо рассеяться волной, либо остаться невозмущенным. Если акт рассеяния состоялся, то существует большая вероятность того, что угол рассеяния окажется равным я - 2ф, где р - угол между исходным квазиимпульсом электрона и нормалью к фронту волны. Максимально допустимое значение vs, согласно этому условию, определяется из соотношения h sIEe ujv, где Ее - энергия электрона. [44]
 |
Процесс поглощения света непрямыми переходами через промежуточное виртуальное состояние. Пунктиром показан переход с поглощением фонона, а сплошными стрелками - переход с испусканием фонона. [45] |
Страницы: 1 2 3 4