Квазиимпульс - электрон
Cтраница 4
Зонная диаграмма имеет вид, приведенный на рис. 117 в Р - пространстве. Так как экстремум валентной зоны Е0 находится в центре зоны Бриллюэна, а экстремум зоны проводимости Ес на границе зоны Бриллюэна ( или вблизи границы), то изменение квазиимпульса электрона при переходе из Еа в Ес должно быть очень велико, порядка размеров зоны Бриллюэна. Импульс поглощаемого фотона Рфот й7фот, связанный с его энергией йсо, невелик. Действительно, производя оценку для йсо А. Таким образом, непрямые переходы электронов не могут идти только при поглощении фотонов, так как не будет выполняться закон сохранения импульса. [46]
Большинство электронных свойств полупроводников определяется энергетич. Это позволяет сузить задачу об определении электронного энергетич. Зависимость энергии от квазиимпульса электронов проводимости ( закон дисперсии) для основных применяемых в технике полупроводников ( Ge, Si) хорошо изучена. [47]
В уравнение (42.8) квазиимпульс входит как параметр. Таким образом, энергия и квазиимпульс электрона существуют в одном и том же состоянии, как энергия и импульс, свободного электрона. Но зависимость энергии от k имеет очень сложный вид. [48]
Это позволяет приближенно рассматривать испускание или поглощение фонона как упругое рассеяние электрона. Углы же рассеяния отнюдь не малы, поскольку квазиимпульсы электронов и фононов в рассматриваемых условиях одинакового порядка величины. [49]
Электроны и дырки обладают полуцелым спином и подчиняются статистике Ферми. Подчеркнем, однако, что электронно-дырочный спектр диэлектрика отнюдь не имеет характера электронного спектра фермиевского типа в металлах. Для последнего характерно существование граничной ферми-поверхности в k - пространстве, в окрестности которой и лежат квазиимпульсы электронов. В данном же случае никакой подобной поверхности вообще нет, и одновременно появляющиеся электрон и дырка могут иметь произвольные квазиимпульсы. [50]
Характер электрон-фононного рассеяния при низких температурах радикально отличен от характера рассеяния при Т в. Изменение же квазиимпульса электрона совпадает с квазиимпульсом фонона. Поскольку k - Т / и С fcmax, a fcmax - рр, то это значит, что квазиимпульс электрона изменяется лишь на относительно малую величину. Таким образом, при низких температурах имеет место предельный случай, обратный по отношению к упругому рассеянию: релаксация электронов по энергиям происходит значительно быстрее, чем по направлениям их квазиимпульсов. [51]
 |
Прямые ( / и непрямые ( 2 межзонные переходы.| Спектр поглощения германия ( при комнатной температуре. [52] |
На рис. 12.1 изображена зонная структура для полупроводника, у которого минимуму энергии в зоне проводимости и максимуму энергии в валентной зоне соответствуют различные значения волнового вектора. В этом случае прямые оптические переходы уже не связаны с минимальным значением энергии фотона для переходов электронов из валентной зоны в зону проводимости. Для осуществления непрямого оптического перехода электрона из валентной зоны в зону проводимости, обозначенного на рис. 12.1 стрелкой 2, необходима энергия меньшая, чем для прямого перехода. Переход 2 происходит без сохранения квазиимпульса электрона. В соответствии с законом сохранения импульса, решетке необходимо компенсировать изменение импульса. Это достигается путем поглощения или испускания фонона. [53]
Страницы: 1 2 3 4