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

Лисица поймала рыбу-пилу Лисица поймала рыбу-пилу

Завезенные в Австралию обыкновенные лисицы могут охотиться на рыб-пил

N+1
Не треснет! Почему звёзды мокпан-видео часами едят на камеру и не толстеют? Не треснет! Почему звёзды мокпан-видео часами едят на камеру и не толстеют?

В чем феномен мугбанга и почему ведущие едят и не толстеют

Cosmopolitan
Как организм слонов смог победить рак, и может ли человек достичь этого Как организм слонов смог победить рак, и может ли человек достичь этого

Генетическая загадка слонов: почему эти гиганты почти не болеют онкологией?

ТехИнсайдер
Как заплатить фрилансеру: десять сервисов Как заплатить фрилансеру: десять сервисов

Как можно упростить работу с фрилансерами, хоть и не бесплатно

VC.RU
Продать продукт, даже если его еще нет: 5 шагов, чтобы на старте понять, «выстрелит» ‎ли бизнес Продать продукт, даже если его еще нет: 5 шагов, чтобы на старте понять, «выстрелит» ‎ли бизнес

Как проверить бизнес-идею до вложений и не влезть в долги

Inc.
6 способов побороть осенне-зимнюю хандру 6 способов побороть осенне-зимнюю хандру

Как бороться с упадком сил зимой?

Playboy
«Думала уже всё». Женщина победила бесплодие в 50 и родила двойню «Думала уже всё». Женщина победила бесплодие в 50 и родила двойню

После многих испытаний Манда Эптон все же смогла победить недуг и забеременеть

Cosmopolitan
Диабет, болезни сердца и еще 2 проблемы со здоровьем, которые возникнут, если часто есть пиццу (но вред можно снизить) Диабет, болезни сердца и еще 2 проблемы со здоровьем, которые возникнут, если часто есть пиццу (но вред можно снизить)

Увлечение фастфудом опасно, но это не значит, что нужно от него отказаться

Playboy
Нет неправильных эмоций: как поддержать человека, у которого рак Нет неправильных эмоций: как поддержать человека, у которого рак

С какими эмоциями сталкивается онкобольной и как его поддержать?

Cosmopolitan
Серая зона отказа: понимаем ли мы слово «нет» Серая зона отказа: понимаем ли мы слово «нет»

Исследование продемонстрировало неоднозначное отношение мужчин к отказу

СНОБ
Кадровый город: как устойчивая городская среда помогает бизнесу Кадровый город: как устойчивая городская среда помогает бизнесу

Чем комфортнее город, тем вероятнее компания решит проблему дефицита кадров

Forbes
Шимпанзе не понравился запах смерти Шимпанзе не понравился запах смерти

Шимпанзе продемонстрировали отвращение к путресцину

N+1
Везет же некоторым… Везет же некоторым…

Почему нас порой так раздражает чужой успех и бесят счастливые люди

Лиза
«Мой сын влюбил в себя всю нашу команду»: Равшана Куркова показала Гаспара «Мой сын влюбил в себя всю нашу команду»: Равшана Куркова показала Гаспара

Равшана Куркова призналась, что совмещает работу и воспитание малыша

Cosmopolitan
Почему Ozon продолжает тратить деньги на борьбу за клиентов вместо получения прибыли Почему Ozon продолжает тратить деньги на борьбу за клиентов вместо получения прибыли

Траты Ozon на IT и маркетинг отдаляют момент получения операционной прибыли

Forbes
Истории поиска product/market fit от основателей Netflix, Uber, Airbnb и других успешных компаний Истории поиска product/market fit от основателей Netflix, Uber, Airbnb и других успешных компаний

Как понять, что вы нашли product/market fit?

VC.RU
Как ретейл меняет Россию? Глава из книги «Цивилизация X5» о команде X5 Group Как ретейл меняет Россию? Глава из книги «Цивилизация X5» о команде X5 Group

Как «Перекресток» и «Пятерочка» изменили российскую торговлю

Esquire
Хлеб из мух и макароны из кузнечиков: что ждет рынок растительных продуктов в России Хлеб из мух и макароны из кузнечиков: что ждет рынок растительных продуктов в России

Какими альтернативными продуктами пополнится российский рынок в ближайшие годы

Forbes
Как перестать бояться и начать свое дело Как перестать бояться и начать свое дело

Какие качества помогут создать успешный бизнес

СНОБ
Трогательная история для семейного чтения на выходных. Майкл Морпурго: «Хранитель острова Паффин» Трогательная история для семейного чтения на выходных. Майкл Морпурго: «Хранитель острова Паффин»

Отрывок из светлой истории о дружбе и преданности Майкла Морпурго

СНОБ
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
«Счастлива в одиночестве» «Счастлива в одиночестве»

«Надо» выйти замуж, родить детей, а остальные достижения не считаются?

Psychologies
Анна Пескова. По другую сторону экрана Анна Пескова. По другую сторону экрана

Анна Пескова — о другой стороне экрана

Коллекция. Караван историй
Почему эмпатам так сложно любить себя Почему эмпатам так сложно любить себя

Эмпатия — дар, но дар непростой

Psychologies
«Уходя — уходи»: как отпустить тех, кого мы любили «Уходя — уходи»: как отпустить тех, кого мы любили

Почему так сложно пережить расставание?

Psychologies
Палеофекалии указали на паразитарные инфекции богатых жителей древнего Иерусалима Палеофекалии указали на паразитарные инфекции богатых жителей древнего Иерусалима

Палеопаразитолог нашла яйца паразитов в образцах из туалета VII века до н. э.

N+1
Зачем дети по всей Мексике принесли в школы скелеты? Зачем дети по всей Мексике принесли в школы скелеты?

2 ноября в Мексике отмечают особый праздник — День мертвых

Psychologies
На завтрак, обед и ужин: как чрезмерное потребление кофе влияет на наш мозг На завтрак, обед и ужин: как чрезмерное потребление кофе влияет на наш мозг

Злоупотребление кофе вредит нашему мозгу. Рассказываем, как именно

Psychologies
Как правильно наносить термопасту на процессор? Как правильно наносить термопасту на процессор?

Некоторые нюансы при замене термопасты на процессоре

CHIP
Физики нашли простой способ получения сверхкоротких лазерных импульсов видимого диапазона Физики нашли простой способ получения сверхкоротких лазерных импульсов видимого диапазона

Физики реализовали технологию генерации сверхкоротких импульсов

N+1
Открыть в приложении