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

Повреждения на 30-тысячелетних зубах кроманьонцев объяснили пирсингом Повреждения на 30-тысячелетних зубах кроманьонцев объяснили пирсингом

Антрополог проанализировал повреждения на зубах древних людей

N+1
16 лучших фильмов про рыцарей и Средневековье 16 лучших фильмов про рыцарей и Средневековье

Хочешь лучше узнать о средневековых временах и погрузиться в античную атмосферу?

Playboy
В старой коллекции находок из Костёнок нашли три кроманьонских зуба В старой коллекции находок из Костёнок нашли три кроманьонских зуба

Ученые обнаружили три кроманьонских человеческих зуба в Костёнки-1

N+1
Как формат изакая-бар попал из Японии в Москву и почему стал таким популярным Как формат изакая-бар попал из Японии в Москву и почему стал таким популярным

Японский формат баров, которые называют изакая, успешно работает в Москве

Forbes
Хюэ 1968 Хюэ 1968

Поворотный момент войны во Вьетнаме

kiozk originals
Слава Сэ Слава Сэ

Делимся яркими цитатами латвийского блогера и автора Вячеслава Солдатенко

Playboy
3 упражнения для любви к себе 3 упражнения для любви к себе

Принятие себя делает нас счастливее, но требует большой внутренней работы

Psychologies
Кто такая Екатерина Вельмакина? Смотрим фото победительницы конкурса «Краса России — 2021» Кто такая Екатерина Вельмакина? Смотрим фото победительницы конкурса «Краса России — 2021»

Мы не дадим тебе пропускать конкурсы женской красоты

Maxim
«Последняя дуэль» Ридли Скотта: эпик о феминизме в средневековом обществе «Последняя дуэль» Ридли Скотта: эпик о феминизме в средневековом обществе

«Последняя дуэль» Ридли Скотта: исторический эпик об изнасилованной женщине

Forbes
Страна полного привода: самые популярные кроссоверы России Страна полного привода: самые популярные кроссоверы России

Половина от проданных на российском рынке новых автомобилей — кроссоверы

Playboy
«Купе номер 6»: идеальное кино про одиночество и российские поезда «Купе номер 6»: идеальное кино про одиночество и российские поезда

«Купе номер 6» — это идеальная лента о России. В самом хорошем смысле

Cosmopolitan
Стратегии на ПК с развитием и строительством: рейтинг лучших игр в 2021 году Стратегии на ПК с развитием и строительством: рейтинг лучших игр в 2021 году

Подборка трех лучших, на наш взгляд, игр о стратегии, городах и цивилизациях

CHIP
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
Наследник Рокфеллера, сын Софи Лорен, боксёр и продюсер: история француза, обманувшего Рурка, Ван Дамма и других звёзд Наследник Рокфеллера, сын Софи Лорен, боксёр и продюсер: история француза, обманувшего Рурка, Ван Дамма и других звёзд

СМИ прозвали Кристофера Роканкура звёздным мошенником

VC.RU
10 иллюзий, с которыми нужно расстаться во взрослой жизни 10 иллюзий, с которыми нужно расстаться во взрослой жизни

Иллюзии, что поддерживали нас в детстве, в старшем возрасте только мешают

Psychologies
Художник, случайно сорвавший маску с человечества: жизнь и творчество классика современного искусства Олега Целкова Художник, случайно сорвавший маску с человечества: жизнь и творчество классика современного искусства Олега Целкова

Олег Целков — один из лидеров советского нонконформизма

Esquire
Тусклые, жирные, ломкие? Научись составлять диету для решения проблем с волосами Тусклые, жирные, ломкие? Научись составлять диету для решения проблем с волосами

5 основных проблем шевелюры. Мы разберем каждую

Cosmopolitan
Почему султан Сулейман в «Великолепном веке» запретил кофе? Почему султан Сулейман в «Великолепном веке» запретил кофе?

Почему в Турции боялись, что кофе разрушит страну?

Cosmopolitan
Он - великан, а она - карлица: фильмы о необычных историях любви Он - великан, а она - карлица: фильмы о необычных историях любви

Все различия не имеют значения, когда речь заходит о любви

Cosmopolitan
Как выглядит самое ядовитое в мире дерево, под которым даже запрещено стоять в дождь Как выглядит самое ядовитое в мире дерево, под которым даже запрещено стоять в дождь

Безопаснее всего смотреть на это дерево на картинках

Популярная механика
Разработчик дисплеев дополненной реальности WayRay создал электромобиль для зумеров Разработчик дисплеев дополненной реальности WayRay создал электромобиль для зумеров

WayRay создала трехместный электрокар с дисплеями дополненной реальности

Forbes
Актриса года: Ирина Старшенбаум Актриса года: Ирина Старшенбаум

Мы узнали у актрисы года, почему она енот и что такое творческое счастье

Glamour
Железная леди в бархатной перчатке: история девушки-Геркулеса Джоан Роудс Железная леди в бархатной перчатке: история девушки-Геркулеса Джоан Роудс

История самой гламурной женщины-силачки Великобритании

Cosmopolitan
Физики создали ткань с асимметричной терморегуляцией Физики создали ткань с асимметричной терморегуляцией

Созданная физиками ткань согревает или охлаждает в зависимости от стороны

N+1
Что быстрые углеводы делают с телом и почему не все диетологи их запрещают Что быстрые углеводы делают с телом и почему не все диетологи их запрещают

Действительно ли быстрые углеводы являются причиной лишних кило?

Cosmopolitan
Только самые интересные факты об альбоме Pink Floyd The Wall Только самые интересные факты об альбоме Pink Floyd The Wall

30 ноября 1979 года вышел волшебный альбом Pink Floyd The Wall

Maxim
Палеоантропологи нашли окаменевшую поясницу австралопитека седиба Палеоантропологи нашли окаменевшую поясницу австралопитека седиба

Палеоантропологи обнаружили пять окаменевших поясничных позвонков австралопитека

N+1
Когда смартфон разряжается быстрее — при подключении к Wi-Fi или к мобильному интернету Когда смартфон разряжается быстрее — при подключении к Wi-Fi или к мобильному интернету

Какое подключение — через Wi-Fi или сотовую связь — сохранит проценты заряда

Популярная механика
Как перенести чаты WhatsApp со смартфона Android на iPhone Как перенести чаты WhatsApp со смартфона Android на iPhone

Как правильно перенести чаты WhatsApp со смартфона Android на iPhone

CHIP
Сериал «Уборщица»: тест на эмпатию или повод выгулять белое пальто? Сериал «Уборщица»: тест на эмпатию или повод выгулять белое пальто?

Что к чему и почему «сама виновата» опять не работает

Cosmopolitan
Открыть в приложении