Диэлектрики полупроводники, металлы - Слэтер Дж.
Скачать (прямая ссылка):
(жидкие металлы; [1977] (SbJ; [2002, 2003, 2028-2030, 2045, 2050, 2052];
2056] (Те); [2057] (GaTe, GaSe); [2080] (Co-Ni); [2081]
(пермаллой);
2082] (Fe); [2083] (Ti, V, Cr, Mn); [2084] (NijMn, Fe-Co); [392-394];
2097] (Cu, Ag, Au, Pd, Pt, Zr, W, Mo, Та, Nb, Al, переходные 4d- и 5й-
группы); 2106-2108] (InSb); [2109] (InAs); [2114] (Sb); [2134] (Ge);
[2169-2170] (Bi); 428]; [2246] (гидриды титана); [2271]
(Bi, Bi-Те); [2282, 2283];
2296-2300] (Ge, Si); [2314] (Ge); [2361, 2367, 2390, 2391, 2410-2414,
450, 2474-2476]; [2502] (Bi2Se3); [2503] (InSb); [2599, 2604] (InSb);
[2632] (Ge); [2643] (ZnO); [1694, 547] (Bi); [2714]; [27401 (Sb); [2741]
(переходные металлы); [2752]; [2765] (Ge, Si); [2788-2790, 2798, 2805];
[2918] (Cu); [2950, 2954-2962, 3017]; [3022] (Bi2Te3); [3023, 3025];
[3068] (Ge); [3113, 3114, 3130]; [3163] (Zn, Cd); [3171]; [3192] (Ge,
Si); [3264, 3265] (Bi); [3267] (Bi); [3286-3299]; [3304] (графит);
[3311]; [3327] (Si); [3340] (Cu, Cu3Au); [3363] (PbS); [3392] (графит);
[3400]; [3444, 3450, 3451, 3462-3464]; [3499] (Bi); [3567] (Si); [3584,
3617, 3690, 3761]; [3762] (Ge); [3770-3772] (Bi); [3820] (Те); [726, 727,
3910, 3973, 4000, 4001]; [4041] (Sb); [4089] (Bi); [4157] (Те); [4226]
(Cu-Ni); [4233] (Cr-Fe, Cr-V); [4330] (одновалентные металлы); [4351]
(Ge); [4395. 4396, 788-790]; [4416] (графит); [4514, 4562]; [4586] (Bi);
(4630) (Au-Cr); [4682, 4686-4688]; [4883] (Ge); [892] (щелочи]; [4950,
4951].
Глава 3
ЦИКЛОТРОННЫЙ РЕЗОНАНС И СВЯЗАННЫЕ С НИМ
ЭФФЕКТЫ
§ 1. Качественное описание природы циклотронного резонанса
Как мы видели в гл. 2, § 4, эффект Холла может дать ценную информацию об
электронах в металле или в полупроводнике. Оказалось, что и некоторые
другие позднее открытые эффекты, связанные с наличием магнитного поля,
позволяют получить очень много сведений относительно природы
энергетических зон; к их числу относятся, в частности, циклотронный
резонанс ') и эффект де Гааза - ван Альфена. В настоящей главе мы
остановимся на этих двух и некоторых связанных с ними явлениях и
посмотрим, какую информацию они дают относительно зонной структуры.
Начнем с описания циклотронного резонанса в рамках простой классической
модели, а затем покажем, как эта задача решается для случая реальных
кристаллов. Эффект, как предполагает само его название, состоит в явлении
резонанса между приложенным электромагнитным полем и вращательным
движением электрона, помещенного в постоянное магнитное поле.
Классический электрон с зарядом -е в присутствии постоянного внешнего
магнитного поля В испытывает силу -e(vXB), тде v - скорость электрона.
Эта сила перпендикулярна магнитному полю; следовательно, поле не
действует на компоненту скорости, направленную вдоль него, и она остается
постоянной. Что касается движения в плоскости, перпендикулярной полю, т.
е. в плоскости, в которой сила отлична от нуля, то в ней электрон
описывает круговую орбиту с постоянной угловой скоростью to, называемой -
циклотронной частотой. В сказанном легко убедиться элементарным путем.
Если R- радиус окружности, то линейная скорость v составляет со/?.
Ускорение электрона, направленное к центру окружности, равно v2/R = a2R.
Масса, умноженная на это ускорение, должна быть равна величине силы
evB=eaRB. Таким образом, имеем
rtrnPR = eu>RB, ш = - В, (3.1)
т '
!) В советской литературе равно употребителен также термин "диамагнитный
резонанс". - Прим. ред.
5*
68
Гл. 3. Циклотронный резонанс и связанные с ним эффекты
где m - масса электрона. Происхождение термина "циклотронный" связано с
тем, что в циклотроне, где движутся положительные ионы в постоянном
магнитном поле, угловая частота их вращения определяется тем же
выражением с заменой массы электрона на массу иона. Поскольку масса
электрона гораздо меньше, циклотронная частота со, определяемая
равенством (3.1), гораздо больше для электронов, чем для ионов.
В циклотроне частицы ускоряют, прикладывая к электродам, или дуантам,
радиочастотные импульсы с частотой со. Частицы непрерывно обращаются по
окружности, получая ускорение каждый раз, когда они проходят между
дуантами. Поскольку энергия частиц при этом растет, а угловая частота
остается неизменной, радиус орбиты увеличивается, так что орбиты
представляют собой постепенно раскручивающиеся спирали. Радиус связан с
энергией соотношением E = mv2l2 = m<a2R2l2. Когда он становится
достаточно большим, частицы удаляются из пучка, ускоренные до большой
энергии. В опытах по циклотронному резонансу электронов подобный же метод
используется для ускорения электронов: переменное высокочастотное
электрическое поле с частотой со прикладывается в плоскости,
перпендикулярной вектору В. При этом частицы ускоряются как и в
циклотроне, но ускорение наблюдается не путем непосредственного
исследования частиц, а косвенно: изменяя частоту электрического поля, мы
наблюдаем поглощение высокочастотной мощности, Когда частота поля
становится равной циклотронной частоте со. Определяя резонансную частоту
