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

Потерю хвоста у предка человекообразных обезьян связали с мобильным генетическим элементом Потерю хвоста у предка человекообразных обезьян связали с мобильным генетическим элементом

Генетический механизм, вероятно, приведший к потере хвоста у предка человека

N+1
Как это вынести: кто хоронит Ленина в российском YouTube Как это вынести: кто хоронит Ленина в российском YouTube

На чьи деньги автор «Расстанного проезда 3» выносит вождя революции из мавзолея

Forbes
Жестокий эксперимент, который держали в строгом секрете: как в СССР готовились к отправке человека на Марс Жестокий эксперимент, который держали в строгом секрете: как в СССР готовились к отправке человека на Марс

«Год в земном звездолете»: что это за эксперимент и почему СССР его скрывал?

ТехИнсайдер
Как родительские запреты могут портить нам жизнь Как родительские запреты могут портить нам жизнь

Бывает, человек вырос в хорошей семье, но его взрослая жизнь летит под откос

Psychologies
Всем знакомо выражение «до свадьбы заживет». Но вы даже не догадываетесь, у кого, а главное что должно было зажить Всем знакомо выражение «до свадьбы заживет». Но вы даже не догадываетесь, у кого, а главное что должно было зажить

А вы знаете, что у кого должно было зажить и до чьей свадьбы?

ТехИнсайдер
Секс, ложь и гейминг: что скрывал глава Activision Blizzard и сохранит ли он компанию Секс, ложь и гейминг: что скрывал глава Activision Blizzard и сохранит ли он компанию

В чем обвиняют главу Activision Blizzard Бобби Котика

Forbes
Людмила Гаврилова. Людмила Гаврилова.

История актрисы Людмилы Гавриловой

Коллекция. Караван историй
Как «запрограммировать» себя на легкую беременность и роды Как «запрограммировать» себя на легкую беременность и роды

Как «настроить» мозг на идеальную беременность?

Psychologies
Почему программа льготной ипотеки не разогреет загородный рынок недвижимости Почему программа льготной ипотеки не разогреет загородный рынок недвижимости

Участники рынка считают, что программа является первым шагом для разворота рынка

Forbes
С видом на горы: 5 лучших мест для фотографирования на курорте Роза Хутор С видом на горы: 5 лучших мест для фотографирования на курорте Роза Хутор

Где сфотографироваться на Розе Хутор, чтобы гарантированно собрать урожай лайков

Cosmopolitan
Тянуть за язык: с какими запросами россияне обращаются в справочные службы русского языка Тянуть за язык: с какими запросами россияне обращаются в справочные службы русского языка

Забавные запросы в справочные службы русского языка

Esquire
Холодный расчет Холодный расчет

Чем народная практика купания в проруби привлекла богатых и продвинутых

Vogue
Как педагог Мария Свир создала клуб для подростков с гостями из Кремниевой долины Как педагог Мария Свир создала клуб для подростков с гостями из Кремниевой долины

Как педагог запустила онлайн-клуб для подростков?

Forbes
Как стать разведчиком: тесты на выявление предубеждений и конформизма Как стать разведчиком: тесты на выявление предубеждений и конформизма

Солдаты идут туда, куда им велели, а разведчики выясняют, надо ли туда идти

Forbes
Взять пример: 36 идей стильного маникюра от знаменитостей Взять пример: 36 идей стильного маникюра от знаменитостей

Звездный маникюр с нейл-артом, который не выглядит вульгарно

VOICE
Важная книга: «Контур» Рейчел Каск Важная книга: «Контур» Рейчел Каск

«Контур» Рейчел Каск — экспериментальный автофикшн, где героя не существует

Полка
Биологи нашли гены долголетия тихоокеанских окуней Биологи нашли гены долголетия тихоокеанских окуней

Биологи выявили гены, связанные с высокой продолжительностью жизни у окуней

N+1
Почему трубы теплоэлектростанций красят в красно-белые полоски Почему трубы теплоэлектростанций красят в красно-белые полоски

Для чего нужен полосатый раскрас трубам ТЭЦ?

Популярная механика
Совсем как женщина: Алина Фаркаш о феминистках и женском счастье Совсем как женщина: Алина Фаркаш о феминистках и женском счастье

Феминистка искренне уверена, что она ценна и прекрасна сама по себе

Cosmopolitan
Безопасные инвестиции. Что надо знать новичку на фондовом рынке Безопасные инвестиции. Что надо знать новичку на фондовом рынке

Чем руководствоваться, чтобы старт в инвестициях оказался эффективным?

СНОБ
Почему все ненавидят Скорпионов? 5 веских причин Почему все ненавидят Скорпионов? 5 веских причин

Самый мистический и пугающий всех знак зодиака — Скорпион

VOICE
Владимир Мау: Образование как инвестиция. Что это значит для человека, общества и государства Владимир Мау: Образование как инвестиция. Что это значит для человека, общества и государства

Владимир Мау об образовании как инвестиции

СНОБ
Штрафы ГИБДД, на которые водители махнули рукой (накажут в любой момент) Штрафы ГИБДД, на которые водители махнули рукой (накажут в любой момент)

За какие неузаконенные улучшения и недочеты можно получить штраф

РБК
Путь розы: как устроены крупнейшие цветочные аукционы Путь розы: как устроены крупнейшие цветочные аукционы

Отрывок из книги Эми Стюарт «Путь розы» о цветочном бизнесе

Forbes
Дедвлей, Намибия Дедвлей, Намибия

Пятачок, на котором встретились сразу несколько природных аномалий и подружились

Maxim
На отдых в офлайн: 8 сервисов по избавлению от интернет-зависимости На отдых в офлайн: 8 сервисов по избавлению от интернет-зависимости

Приложения для смартфонов, которые помогают реже пользоваться смартфонами

РБК
Умница, болтун и мямля: всё о знаках зодиака стихии Воздуха Умница, болтун и мямля: всё о знаках зодиака стихии Воздуха

Сегодня поговорим о знаках стихии Воздуха

Cosmopolitan
Муаровый магнитный порядок нашли в скрученном трииодиде хрома Муаровый магнитный порядок нашли в скрученном трииодиде хрома

Физики увидели в трииодиде хрома ферромагнитные и антиферромагнитные участки

N+1
Рассеянный склероз: причины, симптомы, лечение Рассеянный склероз: причины, симптомы, лечение

Что такое рассеянный склероз и можно ли его вылечить

РБК
Татьяна Доронина. Королева Лир Татьяна Доронина. Королева Лир

Московские театральные события напоминают мыльную оперу или индийскую мелодраму

СНОБ
Открыть в приложении