2022-2023学年高二物理竞赛课件:半导体中电子的运动、有效质量(共12张PPT)

资源下载
  1. 二一教育资源

2022-2023学年高二物理竞赛课件:半导体中电子的运动、有效质量(共12张PPT)

资源简介

(共12张PPT)
半导体中电子的运动、有效质量
半导体中电子的速度
对惯性质量为m0、速度为vx的一维自由电子,其动量px 和能
量E存在以下关系:
而由德布罗意假设,表征波动性的量与表征粒子性的量之间存
在以下关系:
因此:
半导体中电子的运动、有效质量
不难看出:
半导体中电子的加速度
引进有效质量的概念后,电子在外电场作用下的表现和自由电子相似,都符合牛顿第二定律描述。
5
半导体中电子的运动、有效质量
半导体中E(k)与k的关系
要掌握能带结构,必须确定E-k的关系(色散关系)
半导体中起作用的常常是接近于能带底部或顶部的电子,因此只要掌握这些能带极值附近的色散关系即可。
假设E(0)为带顶或带底,将E(k)在 k=0附近展成泰勒级数:
由(3)式可以见到:
(a) 对于能带顶的情形,由于E(k)(b) 对于能带底的情形,由于E(k)> E(0),故mn*>0.
mn*:电子有效质量
11
N型硅的回旋共振实验结果解释
沿k3轴的有效质量,称为纵向有效质量,即
于是,该椭球的等能面方程为:
对其他五个椭球面也可以写出类似的方程。
如果k1,k2轴选取恰当,可使计算简单。选取k1使B位于k1轴和k3轴所组
成的平面内,且与k3轴交角为θ,则在这个坐标系里,B的方向余弦为:
12
N型硅的回旋共振实验结果解释
可得到:
代入
因此,只要找出磁场B与6个<100>方向(6个椭球长轴方向)的夹角,即可找到吸收峰的个数。

展开更多......

收起↑

资源预览