Физики исследовали поляризационные свойства компонент высшего порядка

N+1Наука

Физики измерили волновые функции свободных дырок

Марат Хамадеев

Американские физики впервые измерили блоховские волновые функции легкой и тяжелой дырок, свободно распространяющихся в арсениде галлия в низкоэнергетическом пределе. Для этого они исследовали поляризационные свойства компонент высшего порядка, переизлученных при рекомбинации электронов и дырок, разогнанных мощным терагерцовым лазером. Работа опубликована в Nature.

J. B. Costello et al. / Nature, 2021

Электрон, распространяющийся по кристаллической решетке, очень сильно отличается от электрона в вакууме. Он постоянно испытывает на себе воздействие периодического потенциала от ионного и электронного остова решетки. Пытаясь выяснить свойства таких электронов, Феликс Блох более 90 лет назад показал, что связь между их энергией и импульсом становится очень сложной и приводит к появлению зон. Сегодня зонная структура — это краеугольный камень физики, изучающей кристаллические тела, от которого зависят их электрические и оптические свойства.

Правильнее было бы говорить, что электрон в кристалле — это квазичастица. Помимо сложной зависимости «энергия-импульс», очень сильно модифицируется его волновая функция. Если в свободном пространстве распространение электрона часто можно описывать плоской волной, то в кристалле, как показал Блох, нужно рассматривать бесконечную сумму этих волн, соответствующих разным направлениям и импульсам. Такой волновой пакет физики называют блоховской волновой функцией.

Подобные волновые решения также характерны для света в фотонных кристаллах и звука в фононных кристаллах. Однако важно, что похожим образом ведут себя и электронные вакансии — дырки. Последние рождаются вместе с возбуждением электрона в кристалле, и их удобно описывать как квазичастицы со своей зонной структурой и волновыми функциями (подробнее о квазичастицах вы можете прочитать в материале «Зоопарк квазичастиц»).

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Искусственный белок поменял конформацию в ответ на повышение концентрации ионов кальция Искусственный белок поменял конформацию в ответ на повышение концентрации ионов кальция

Как искусственный белок реагирует на повышение концентрации ионов кальция

N+1
Божья коровка, обезьяна и другие существа, которых врачи находили в желудках у пациентов Божья коровка, обезьяна и другие существа, которых врачи находили в желудках у пациентов

Насекомые, рыбы, грызуны и прочие обитатели живота человека

Playboy
Самка шимпанзе из заповедника Будонго вытерла пенис самца листьями после спаривания Самка шимпанзе из заповедника Будонго вытерла пенис самца листьями после спаривания

Как можно судить о зарождении медицины у людей на примере шимпанзе

N+1
Вупи Голдберг в векторах: оцениваем размерность пространства лиц Вупи Голдберг в векторах: оцениваем размерность пространства лиц

Какой размерности должно быть пространство признаков, позволяющих отличать лица?

N+1
Нация умных людей Нация умных людей

История израильского экономического чуда

kiozk originals
«Никто не может нас обидеть, кроме нас самих»: почему это неправда? «Никто не может нас обидеть, кроме нас самих»: почему это неправда?

Нельзя заставить кого-то обидеться без его согласия?

Psychologies
Голод, упорство, операции: как похудела Гоар Аветисян Голод, упорство, операции: как похудела Гоар Аветисян

Мы знаем, как похудела Гоар Аветисян, и рассказываем тебе

Cosmopolitan
2001 год: как это было 2001 год: как это было

Конец независимого телевидения, гремит «Тату», космическая эра идет на дно

GQ
Преодоление Преодоление

Остаться один на один с горем: как найти в себе силы жить дальше?

Tatler
Звук помог пленить спин Звук помог пленить спин

Физики исследовали эффект когерентного пленения спина

N+1
Женский стендап: Ирина Мягкова и Зоя Яровицына Женский стендап: Ирина Мягкова и Зоя Яровицына

Комики «Женского стендапа» рассказали, каково это — шутить по графику

Glamour
«Мать выгнала меня из дома. А теперь ждет, что я стану ухаживать за ней» «Мать выгнала меня из дома. А теперь ждет, что я стану ухаживать за ней»

Обязаны ли взрослые дети помогать родителям?

Psychologies
Топ-5 игр для мощных ПК: испытание для нервов и железа Топ-5 игр для мощных ПК: испытание для нервов и железа

5 лучших игр, которые готовы испытать вашу машину на все 100%.

CHIP
Прошлое, настоящее, будущее: Петр Коваленко — о связи личного стиля и времени Прошлое, настоящее, будущее: Петр Коваленко — о связи личного стиля и времени

Как на личный стиль влияют наши воспоминания, надежды и устремления

Cosmopolitan
Все фильмы Уэса Андерсона — от худшего к лучшему Все фильмы Уэса Андерсона — от худшего к лучшему

Фильмы Уэса Андерсона: от наименее эмоционального — к самому пронзительному

Esquire
Как похудела Ирина Пегова: строгие правила и много-много воды Как похудела Ирина Пегова: строгие правила и много-много воды

Как Ирина Пегова превратилась из очаровательной пышки в изящную нимфу

Cosmopolitan
Простой чек-лист для тех, кто переживает за кибербезопасность Простой чек-лист для тех, кто переживает за кибербезопасность

Не допустим воровства аватаров в метавселенных!

GQ
Василий Кандинский. Голос сердца Василий Кандинский. Голос сердца

Эти предзакатные минуты в Москве Василий Васильевич всегда особенно любил

Караван историй
Дыши глубже! Дыши глубже!

10 комнатных растений, которые очищают и обеззараживают воздух в квартире

Лиза
Физика черных списков: к чему приведет попадание МФТИ под санкции США Физика черных списков: к чему приведет попадание МФТИ под санкции США

МФТИ попал в американский черный список конечных военных пользователей

Forbes
Может ли нейросеть заменить психотерапевта? Опыт iCognito Может ли нейросеть заменить психотерапевта? Опыт iCognito

Как развивался iCognito и могут ли чат-боты проводить психологические сессии?

Inc.
Особая мама: «О болезни сына было известно многое, о диагнозе дочери — ничего» Особая мама: «О болезни сына было известно многое, о диагнозе дочери — ничего»

Каково это — быть особой мамой сразу двух детей

VOICE
Почему домашние кошки не умеют рычать, а тигры — мурлыкать? Почему домашние кошки не умеют рычать, а тигры — мурлыкать?

Почему рычащие кошки не мурлычут, а мурлыкающие не рычат?

Наука и жизнь
Правила проезда перекрестков: нюансы, о которых водители забыли (+штрафы) Правила проезда перекрестков: нюансы, о которых водители забыли (+штрафы)

В таких местах водители нарушают ПДД чаще всего

РБК
15-минутный город будущего или как будут жить наши потомки 15-минутный город будущего или как будут жить наши потомки

По мнению ученых и экоактивистов, будущее за компактными локациями

Playboy
6 способов правильно высушить обувь осенью и зимой 6 способов правильно высушить обувь осенью и зимой

Правильные способы привести обувь в порядок в период слякоти

Cosmopolitan
Коллаборация NOvA не нашла стерильных антинейтрино Коллаборация NOvA не нашла стерильных антинейтрино

Результаты поиска стерильного антинейтрино с помощью двух детекторов

N+1
Как Instagram мешает нам адекватно воспринимать собственное тело Как Instagram мешает нам адекватно воспринимать собственное тело

Контент из Instagram может привести к развитию расстройств пищевого поведения

Psychologies
Музей вошел в моду Музей вошел в моду

Как менялся подход к выставкам моды

Weekend
«Пираты 21 века»: история Odyssey Marine Exploration, которая построила бизнес на поисках сокровищ с затонувших кораблей «Пираты 21 века»: история Odyssey Marine Exploration, которая построила бизнес на поисках сокровищ с затонувших кораблей

Американская компания нашла золото времён Гражданской войны в США

VC.RU
Открыть в приложении