Эффективная масса носителей

Слайд 2

Скорость движения электрона в малой окрестности экстремальной точки (i=x,y,z и j=x,y,z):

Скорость движения электрона в малой окрестности экстремальной точки (i=x,y,z и j=x,y,z):

В

векторной форме:

Эффективная масса носителей заряда:

X-компонента скорости:

Диагональный вид тензора обратной эффективной массы:

Диагональный вид тензора
эффективной массы:

Энергия электрона вблизи экстремальной точки k0:

Слайд 3

Эффективная масса носителей заряда: Энергия: Скорость: Уравнение эллипсоида в каноническом виде:

Эффективная масса носителей заряда:

Энергия:

Скорость:

Уравнение эллипсоида в каноническом виде:

Если принять

Для кристаллов с

кубической симметрией m1=m2=m3. Уравнение для изоэнергитических поверхностей:
Слайд 4

Эффективная масса носителей заряда: Эффективная масса: Если электрон находится в окрестности

Эффективная масса носителей заряда:

Эффективная масса:

Если электрон находится в окрестности минимума энергии:

Если

электрон находится в окрестности максимума энергии:

Если электрон удален от краев зоны:

Предельные случаи:
Зона почти свободна.
Зона почти заполнена электронами.

Слайд 5

Эллипсоидальные и сферические поверхности Скорость и квазиимпульс электрона на эллипсоидальной поверхности

Эллипсоидальные и сферические поверхности

Скорость и квазиимпульс электрона на эллипсоидальной поверхности энергии.

Вектор v нормален к поверхности энергии; векторы v и p в общем случае неколлинеарны.

Направление радиуса-вектора и нормали к изоэнергетической поверхности.
а) эллипсоидальные поверхности энергии; б) сферические поверхности энергии при положительной эффективной массе; в) сферические поверхности энергии при отрицательной эффективной массе.

Слайд 6

Циклотронный резонанс В постоянном магнитном поле с индукцией B на движущийся

Циклотронный резонанс

В постоянном магнитном поле с индукцией B на движущийся со

скоростью v электрон действует сила Лоренца: При этом электрон будет двигаться по окружности в плоскости, перпендикулярной магнитному полю.

Круговую частоту вращения (циклотронную частоту) можно вычислить из равенства центробежной силы и силы Лоренца:

ЦИКЛОТРОННАЯ ЧАСТОТА НЕ ЗАВИСИТ ОТ СКОРОСТИ И РАДИУСА ОКРУЖНОСТИ!!!

Условие эксперимента:

Слайд 7

Распределение носителей в зонах Плотность квантовых состояний у дна зоны проводимости:

Распределение носителей в зонах

Плотность квантовых состояний у дна зоны проводимости:

Плотность квантовых

состояний у потолка валентной зоны:

Плотность состояний:

Изменение концентрации электронов:

Интегрируем: