Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Слэтер Дж. -> "Диэлектрики полупроводники, металлы" -> 44

Диэлектрики полупроводники, металлы - Слэтер Дж.

Слэтер Дж. Диэлектрики полупроводники, металлы — М.: Мир, 1969. — 648 c.
Скачать (прямая ссылка): diaelektrikipoluprovodnikov1969.pdf
Предыдущая << 1 .. 38 39 40 41 42 43 < 44 > 45 46 47 48 49 50 .. 313 >> Следующая

также и точки пересечения поверхности Ферми с направлениями [100], [111]
и [110]. Фактически, однако, это не так: в направлении [111] (направление
Л) энергия Ферми лежит выше точки U и попадает внутрь большой щели между
точками Z.2 и L\, в случае свободных электронов этой щели вообще не было
бы. Вследствие этого поверхность Ферми не является сферической, а выходит
наружу в направлениях [111], разрезая гексагональные грани, зоны
Бриллюэна. Это показано на фиг. 3.3, где изображено пересечение
поверхности Ферми с плоскостью, содержащей направления [110] и [111].
Видно, что поверхность
') М. Я. Азбелем [1в] была показана возможность аномально' глубокого
проникновения электромагнитного поля в металл в некоторых специальных
случаях (см. также обзор р2]).- Прим. ред.
§ 10. Поверхность Ферми для меди
99
Ферми, в общем близкая к сферической, имеет "шейки", вытягивающиеся по
направлению к каждой из этих гексагональных граней.
Принимая во внимание периодический характер обратного пространства, видим
теперь, что поверхности Ферми в различных элементарных ячейках
соединяются между собой посредством этих "шеек". В результате вместо
отдельных поверхностей, замкнутых каждая в своей ячейке, имеется одна
поверхность, простирающаяся по всему пространству. Это хорошо видно на
фиг. 3.4, где построена модель поверхности Ферми, показанная в
перспективе, сначала в одной зоне Бриллюэна, затем во всем пространстве.
Подобная ситуация гораздо более типична для реальных металлой, чем
изолированные замкнутые поверхности типа эллипсоидов.
Все опыты с медью полностью и в деталях .соответствуют этой картине, а
количественные результаты хорошо согласуются с теорией. Таким образом,
видно, что сечения орбит, получаемые из циклотронного резонанса или из
эффекта де Гааза - ван Альфена, сильно отличаются от тех, которые можно
было бы ожидать на первый взгляд. Так, если магнитное поле
перпендикулярно орбите, показанной на фиг. 3.3, то это значит, что
наблюдается циклотронная частота для электронов, вращащщихся вокруг,
незаполненного пространства. Если же магнитное поле перпендикулярно
гексагональной плоскости, то можно наблюдать электроны, вращающиеся
вокруг малого сечения одного из "шеек". Таким способом и используя также
другие ориентации магнитного поля, получают набор резонансных частот или
набор площадей поперечных- сечений, которые можно сопоставить с
различными особенностями поверхности Ферми.
Пусть теперь магнитное поле ориентировано в некотором произвольном
направлении, а не в направлении симметрии. Тогда возможны незамкнутые
орбиты, которые простираются в обратном (а потому и в обычном)
пространстве бесконечно
Фиг. 3.3. Пересечение поверхности Ферми меди с плоскостью, содержащей
направления [100], [110] и [111] (из центра зоны Бриллюэна Г к точкам X,
К и L соответственно). (По расчетным данным [17,15])
7*
100
Г л. 3. Циклотронный резонанс и связанные с ним эффекты
далеко (хотя фактически движение по ним быстро обрывается вследствие
столкновений). На фиг. 3.5 показан пример такой
Фиг. 3.4. Вид поверхности Ферми меди в одной зоне Бриллюэна (а) и в
нескольких соседних ячейках (б).
Отметим сходство схемы б с сечением, показанным на фиг. 3.3. Точка L на
фиг. 3.3 соответствует центру гексагональной грани на фиг, 3.4, а. "
открытой, или незамкнутой, орбиты. Ясно, что, разрезая эти поверхности
Ферми плоскостями, перпендикулярными магнитному полю и отвечающими
различным значениям р0, можно получить чрезвычайно разнообразные и
причудливые формы орбит,
§ tO. Поверхность Ферми для меди
101
В теории магнетосопротивления (т. е. в теории, рассматривающей влияние
магнитного поля на сопротивление) показывается, что существует глубокая
разница между случаями открытых и замкнутых орбит, т. е. наблюдаемый
результат существенно зависит от направления магнитного поля.
Асимптотический ход сопротивления в пределе больших магнитных полей
совершенно различен для этих двух случаев. Это позволяет поставить
Фиг. 3.5. Открытая орбита в меди, лежащая на поверхности Ферми,
изображенной на фиг. 3.4.
Существенно, что такие открытые орбиты переходят из одной ячейки в другую
по "шейкам", соединяющим части поверхности Ферми, заключенные в различных
ячейках.
опыты по измерению магнетосопротивления, подобрав направления магнитного
поля и тока так, чтобы составить диаграмму направлений в решетке, для
которых возможны или невозможны открытые орбиты. При этом были получены
поразительные результаты в смысле резкого изменения в поведении при очень
малых вариациях угла. В отношении сопоставления этих результатов с
теоретическими расчетами формы зон наши успехи еще очень незначительны.
Тем не менее ясно, что такие опыты проливают немалый свет на структуру
энергетических зон.
Было выполнено много экспериментальных работ по измерению
магнетосопротивления, давших большое количество полезных сведений
относительно свойств энергетических зон. Ссылки на соответствующие работы
Предыдущая << 1 .. 38 39 40 41 42 43 < 44 > 45 46 47 48 49 50 .. 313 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed