2022-2023学年高二物理竞赛课件:恒定磁场作用下电子的准经典运动(共13张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:恒定磁场作用下电子的准经典运动(共13张PPT)

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(共13张PPT)
恒定磁场作用下电子的准经典运动
一、电子运动的基本方程
在k-空间的运动规律:
垂直于 B 的方向
垂直于 v 的方向,即在等能面上运动(洛伦兹力不做功)
——电子在k空间的运动轨迹是垂直于磁场的平面与等能面的交线
二、自由电子回旋运动
例:自由电子,B=(0,0,B)
运动轨道为圆-回旋运动
回旋周期:
等能面
回旋频率:
等于实空间的回旋频率
二、自由电子回旋运动(实空间)
三、能带电子回旋运动
能带电子同样做回旋运动,但轨道不一定是圆,回旋频率:
比较自由电子,能带电子的回旋周期:
回旋有效质量
三、能带电子回旋运动
V┴与能量有关系:
回旋有效质量:
三、能带电子回旋运动(实空间)
实空间的轨道由k-空间轨道绕磁场轴旋转90°,乘以因子 h/eB 得到。
K空间回旋运动,实空间也做回旋运动
4-3
费米面的测量
金属、半导体材料的性质主要由费米面处的电子决定
准连续
朗道量子化轨道
一、均匀磁场中的自由电子
磁场下的电子方程:
磁场沿z轴
设波函数为:
一、均匀磁场中的自由电子
简谐振子
半导体的统计理论
考虑价带(VB)和导带(CB)
VB
CB
价带空穴密度
导带电子密度:
半导体的统计理论
玻尔兹曼近似,设:
VB
CB
T的缓变函数
半导体的统计理论
本征半导体:
VB
CB

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