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

Астрономы отыскали экстремально яркие события разрыва звезд сверхмассивными черными дырами Астрономы отыскали экстремально яркие события разрыва звезд сверхмассивными черными дырами

Астрономы описали класс рекордно ярких транзиентов

N+1
Одеваются лучше 20-летних! Современные иконы стиля в 50+ лет — кто они? Одеваются лучше 20-летних! Современные иконы стиля в 50+ лет — кто они?

Кто из знаменитостей 50+ сегодня задает тренды для молодежи

Cosmopolitan
Палеобиологи прочитали протеом жившего больше 20 миллионов лет назад носорога Палеобиологи прочитали протеом жившего больше 20 миллионов лет назад носорога

Ученые выделили фрагменты древних белков из зубной эмали миоценового носорога

N+1
Рассказ из сборника «Сибирь: счастье за горами» Рассказ из сборника «Сибирь: счастье за горами»

Отрывок из сборника рассказов, посвященных Сибири

СНОБ
Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога

Заниженная самооценка мешает нам строить здоровые отношения и карьеру

Psychologies
Наполеон III: тень дяди-корсиканца Наполеон III: тень дяди-корсиканца

Племянник Наполеона I отчаянно пытался обрести славу великого полководца

Дилетант
Надёжная опора Надёжная опора

Частые проблемы, с которыми обращаются к подологу

Здоровье
Батут в гримерке и еще 5 интересных фактов о Дэнни Де Вито Батут в гримерке и еще 5 интересных фактов о Дэнни Де Вито

Дэнни Де Вито несмотря на маленькой рост смог стать всемирным любимцем

Maxim
Как сохранить Тик Ток без водяного знака: инструкция для смартфонов Как сохранить Тик Ток без водяного знака: инструкция для смартфонов

Самые простые и безопасные способы скачать видео из ТикТока без водяного знака

CHIP
Знает ли кот имя своего хозяина? Знает ли кот имя своего хозяина?

Распознают ли членов семьи коты?

Maxim
Как смотреть на реальность трезво и переубеждать других Как смотреть на реальность трезво и переубеждать других

Когда все меняется быстро, важно уметь корректировать взгляд на мир

РБК
Как похудел Гарик Харламов: секретная диета шоумена Как похудел Гарик Харламов: секретная диета шоумена

Как поправился и похудел Харламов

Cosmopolitan
Что читают голосовые помощники: 10 любимых книг искусственного интеллекта Что читают голосовые помощники: 10 любимых книг искусственного интеллекта

Подборка любимых книг Олега — голосового помощника экосистемы «Тинькофф»

Популярная механика
Как придуманные экс-сотрудниками Google роботы помогают американскому здравоохранению Как придуманные экс-сотрудниками Google роботы помогают американскому здравоохранению

Как стартап Infinitus Systems помогает работникам сферы здравоохранения?

Forbes
Back in the U.S.S.R. Back in the U.S.S.R.

Что рекомендовали советским женщинам журналы 70–80-х годов?

Cosmopolitan
Метавселенная за $5 млрд: как бренды зарабатывают в выдуманном мире Метавселенная за $5 млрд: как бренды зарабатывают в выдуманном мире

Метавселенная — это реальность, а не будущее

Forbes
Профессиональные «болезни» предпринимателей: что это и как с ними бороться Профессиональные «болезни» предпринимателей: что это и как с ними бороться

Чего ждать от типичных «болезней предпринимателя» и можно ли от них уберечься

Inc.
Настоящая фея-крестная: главная спасительница по знаку зодиака - кто она? Настоящая фея-крестная: главная спасительница по знаку зодиака - кто она?

Кто из знаков зодиака готов всю себя положить, чтобы помочь другим

Cosmopolitan
Деми Мур, какой мы ее уже не помним: 20 редких фотографий Деми Мур, какой мы ее уже не помним: 20 редких фотографий

Редкие фотографии Деми Мур

Cosmopolitan
От Иван-чая до ройбуша: самые полезные чаи для мужчин От Иван-чая до ройбуша: самые полезные чаи для мужчин

Виды чая, которые стоит включить в свою жизнь, чтобы быть здоровым

Playboy
Психогенное бесплодие. Порой забеременеть мешают... эмоции. Что с этим делать? Психогенное бесплодие. Порой забеременеть мешают... эмоции. Что с этим делать?

Как выявляют психогенное бесплодие и как его вылечить?

Лиза
Что такое суперизвержение: как один вулкан может вызвать катастрофу планетарного масштаба Что такое суперизвержение: как один вулкан может вызвать катастрофу планетарного масштаба

Как одно сверхизвержение вулкана может катастрофически повлиять на климат?

Популярная механика
Что позволено гению. Разговор Зауре Розмат с Исфаром Сарабским — о самодисциплине, плагиате и миксе культур Что позволено гению. Разговор Зауре Розмат с Исфаром Сарабским — о самодисциплине, плагиате и миксе культур

Бизнесвумен Зауре Розмат и музыкант Исфар Сарабский — о творчестве и бизнесе

Esquire

Истории о маленьких ночных шалостях

Playboy
В Крыму позднеримского времени резко изменился погребальный обряд В Крыму позднеримского времени резко изменился погребальный обряд

Как мигранты с Северного Кавказа влияли на погребальную культуру Крыма?

N+1
Трудности восприятия: что такое дислексия и как ее обнаружить Трудности восприятия: что такое дислексия и как ее обнаружить

О дислексии многие узнают, когда детство давно позади

РБК
Обязаны ли дети ухаживать за престарелыми родителями? Обязаны ли дети ухаживать за престарелыми родителями?

В каких случаях уход за ближайшими родственниками стоит переложить на других?

Psychologies
Физики предложили искать энионы по создаваемому ими тепловому току Физики предложили искать энионы по создаваемому ими тепловому току

Физики нашли новый метод изучения квантовой статистики квазичастиц в материалах

N+1
Везет же некоторым… Везет же некоторым…

Почему нас порой так раздражает чужой успех и бесят счастливые люди

Лиза
Самая быстрая Lada в мире: сколько стоит, как едет и из чего сделана Самая быстрая Lada в мире: сколько стоит, как едет и из чего сделана

Спортивная Lada Vesta, которая выступает в классе «туринг» в гонках

Maxim
Открыть в приложении