Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Лазарь С.С. -> "Физика полупроводников" -> 114

Физика полупроводников - Лазарь С.С.

Лазарь С.С. Физика полупроводников — Наука, 1985. — 460 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikov1985.pdf
Предыдущая << 1 .. 108 109 110 111 112 113 < 114 > 115 116 117 118 119 120 .. 152 >> Следующая

классического газа:
Хф = уСфЬ. (6.89)
Подставив в (6.89) фотонную теплоемкость Сф-~~3а°,
скорость фотонов v = c/n, где с-скорость света в пустоте, п -
показатель преломления и о0-постоянная в законе Стефана -
Больцмана, и выразив длину свободного пробега фотонов через
коэффициент поглощения (1=1/К),
329


цолучим
16 пга0Та
Хф~"3
(6.90)
Формула (6.90) была впервые получена Генцелем для анализа
излучательной теплопроводности стекол. Б. Я.Мой- жес применил
ее к полупроводникам, обобщив при этом на случай анизотропного
кристалла и образца, размеры которого сравнимы с обратным
коэффициентом поглощения. При этом удалось объяснить
аномалии в теплопроводности теллура и получить
удовлетворительное согласие с опытными данными.


7
ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ И
ТЕРМОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
7.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Если проводник (или полупроводник), по которому протекает
электрический ток или тепловой поток, "поместить в магнитное
поле, то в нем возникает ряд эффектов: уменьшается его электро-
и теплопроводность, в направлении, перпендикулярном
магнитному полю и току, возникает разность потенциалов и
разность температур. Каждое из этих явлений имеет свое название
(большей частью связанное с именем открывшего его ученого), а
все они называются соответственно гальваномагнитными и тер-
момагнитными явлениями.
Иными словами, гальваномагнитными явлениями называют
явления, возникающие в проводниках первого рода *) при
одновременном воздействии электрического и магнитного полей;
термомагнитными явлениями называют эффекты, вызванные
одновременным воздействием на проводник и магнитного, и
температурного поля.
Рассмотрим коротко характер движения электрона при
наличии электрического и магнитного поля, вначале каждого в
отдельности, а затем при их одновременном действии на электрон.
При этом мы будем рассматривать свободный электрон, т. е.
влияние периодического поля учтем приближенно введением
изотропной эффективной массы, а столкновениями на первых
порах пренебрежем.
*) Т. е. в материалах, в которых ток переносится электронами. В
проводниках второго рода, в которых ток переносится ионами,
гальваномагнитные явления не обнаруживаются, по-видимому, потому, что
скорости ионов и вследствие этого и магнитная составляющая силы Лоренца
малы.
331


В постоянном электрическом поле на электрон действует
сила
F = eE (7.1)
и ускорение
w* = ^E. (7.2)
Таким образом, скорость электрона изменяется по закону
v = Vo -f- wEt,
и в общем случае (если направление начальной скорости
не совпадает с направлением поля) он движется по пара-
боле
r = v0 * + -*-. (7.3)
В частном случае, если о0 = 0 или v0||E, эта пара-
бола вырождается в прямую.
В магнитном поле на электрон действует сила
с _e[vH]
(7.4)
и ускорение
% = " [vH]. (7.5)
По абсолютной величине согласно (7.4)
I FH | = -- evHsin (vH), (7.6)
т. e. в том случае, когда v j] Н, то FH = 0; если v J_ Н, то FH = evHlc.
В общем случае скорость электрона можно разложить на две
составляющие: параллельную и перпендикулярную полю Н:
v = V|| + vj_; (7.7)
магнитная сила будет равна
еа, Н
|F"| = -^-. (7.8)
По направлению сила FH будет перпендикулярна Dj_ и v\\ и,
меняя все время направление uj_ (но не воздействуя при этом на
оц), заставит электрон двигаться по винтовой линии вдоль
магнитного поля.
Рассмотрим случай, когда оц = 0. При этом электрон будет
двигаться по окружности, радиус которой можно
332


найти из условия равенства центробежной и центро-
стремительной сил:
mv2 evH
откуда
еН
(7.9)
(7.10)
Так как все входящие в (7.10) величины постоянны, радиус
траектории будет тоже постоянен; это и подтверждает, что
электрон будет двигаться по окружности. Период обращения
электронов согласно (7.10) равен
гул 2лг _ 2птс /7 1 п
I - -- - , V-11!
еН
угловая скорость
ГЛ
Т тс
и число оборотов в 1 сек
со = i" (7.12)
еН
2л 2ятс
(7.13)
Как видно из (7.12) и (7.13), угловая скорость и число оборотов не
будут зависеть от скорости электрона до тех пор, пока скорость не
достигнет релятивистских значений, при которых масса начинает
зависеть от скорости.
Перейдем к наиболее важному для нас случаю - к
одновременному воздействию на электрон электрического и
магнитного полей. Общая сила, действующая на электрический
заряд е в электрическом поле Е и магнитном поле Я, выражается
формулой
F = F?+FH = e[E + i[vH]] . (7.14)
Как мы уже упоминали, соотношение (7.14) было выведено
немецким ученым Лоренцом, и F поэтому носит название силы
Лоренца. Формула (7.14) лежит в основе расчета всех современных
ускорителей (циклотрона, бетатрона, синхротрона), масс-
спектрографов (т. е. приборов для разделения потока заряженных
частиц по их массам), р-спек- трометров (приборов для измерения
энергий Р-частиц). При этом особую роль играет то, что частота со,
входящая в (7.13), зависит только от магнитного поля и отношения
Предыдущая << 1 .. 108 109 110 111 112 113 < 114 > 115 116 117 118 119 120 .. 152 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed