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(共14张PPT)
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回旋共振
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k空间等能面
k空间能面为椭球面
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k空间能面为椭球面
图 k空间球形等能面平面示意图
图 k空间椭球等能面平面示意图
等能面为椭球面。
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回旋共振的原理
基本原理
将半导体样品置于均匀的磁场中，同时对半导体加上交变电磁场。当电磁场的角频率等于半导体中电子回旋共振的角频率时，可以观察到半导体对交变电磁场能量的吸收峰。由于电子回旋频率与电子的有效质量有一定的关系 ，从中可以测得电子的有效质量。
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回旋共振的原理
设磁感应强度为B，电子运动初速度为v, v与B的夹角为 。则电子受到的磁场力为：
即电子沿磁场方向以
作匀速直线运动，而在垂直于磁场方向以速率：
作匀速圆周运动。其轨迹为一螺旋线。设圆周运动半径为r，回旋频率为 C=qB/m*n
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回旋共振的原理
考虑一般情形,即晶体各向异性，等能面为椭球面.
分量形式:
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回旋共振的原理
电子的运动方程为：
电子应作周期性运动，取试探解：
代入运动方程，得：
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回旋共振的原理
要使v’x、v’y、v’z有非零解条件，系数行列式必须为零，即：
解得电子的回旋频率为:
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回旋共振的原理
其中：
为磁场B沿 轴的方向余弦。
称为回旋质量
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此时若给样品加一频率为 的交变磁场，当
时，发生共掁吸收。从而计算出有效质量mn*。
若等能面为球面,则
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N型硅导带的回旋共振实验结果
若B沿[111]晶轴方向时，一个吸收峰；
若B沿[110]晶轴方向时，两个吸收峰；
若B沿[100]晶轴方向时，两个吸收峰；
若B沿晶轴的任意方向时，三个吸收峰。
这说明硅导带底附近的等能面不是各向同性的球形等能面。
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N型硅的回旋共振实验结果解释
假设硅导带底附近等能面是沿[100]方向的旋转椭球面，椭球长轴沿该方向，且能量极小值不在k空间的原点。则由晶体的对称性，共有六个对称的椭球等能面。如右图所示。

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