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

Органический радикал нарушил правило Каши Органический радикал нарушил правило Каши

Анион-радикал замещенного арена может нарушать правило Каши

N+1
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 мы используем «ушные палочки», хотя все знают, что это вредно и опасно Почему мы используем «ушные палочки», хотя все знают, что это вредно и опасно

Почему нам нравится использовать «ушные палочки»?

ТехИнсайдер
Как богатые американцы передают наследство детям и законно не платят 40% налога — на примере основателя Nike Как богатые американцы передают наследство детям и законно не платят 40% налога — на примере основателя Nike

Как Филип Найт обошел закон и оставил детям миллиарды?

VC.RU
Большое плавание Большое плавание

Экскурсия по «Планете Океан»

Weekend
О сложностях материнства, романе с Гарри и не только: новое интервью Меган Маркл О сложностях материнства, романе с Гарри и не только: новое интервью Меган Маркл

Меган Маркл пришла в студию к Эллен Дедженерес

Cosmopolitan
Дело об убийстве угличском Дело об убийстве угличском

Дело розыскное 1591 года, об убийстве царевича Дмитрия Иоанновича

Дилетант
Безумный Мадс: почему всем нравится Миккельсен — главный датский актер Голливуда Безумный Мадс: почему всем нравится Миккельсен — главный датский актер Голливуда

Зрителя он одурманил в сериале «Ганнибал», а Голливуд в фильме «Еще по одной»

Esquire
Приянка Чопра-Джонас: «Я хватаюсь за любую возможность» Приянка Чопра-Джонас: «Я хватаюсь за любую возможность»

Приянка Чопра-Джонас рассказала о том, как она справляется со всем своими делами

Cosmopolitan
Оборот в ₽500 млн и Хайди Клум среди клиентов: история бренда Monochrome Оборот в ₽500 млн и Хайди Клум среди клиентов: история бренда Monochrome

Сооснователи российского бренда оверсайз-одежды Monochrome

РБК
Андрей Писарев: «Ожидания у всех одинаковые — выгода и уникальность» Андрей Писарев: «Ожидания у всех одинаковые — выгода и уникальность»

Будущее рынка — в усилении персонализации, развитии подписочной модели

РБК
Тили-тили тесто: выпечка по рецептам шеф-повара Александра Семыкина Тили-тили тесто: выпечка по рецептам шеф-повара Александра Семыкина

Выпечка по рецептам шефа ресторана «Пирог мясника» покорит любого

Cosmopolitan
Выбираем качественный кабель для зарядки смартфона: на что обратить внимание Выбираем качественный кабель для зарядки смартфона: на что обратить внимание

Как выбрать подходящий кабель для зарядки вашего смартфона

CHIP
Иллюзии и мода: Петр Коваленко — о 5 главных ошибках при покупке одежды Иллюзии и мода: Петр Коваленко — о 5 главных ошибках при покупке одежды

Какие именно заблуждения мешают нам правильно выбирать одежду

Cosmopolitan
Быстрее, выше, сильнее, беспилотнее. В каком спорте соревнуются беспилотные автомобили Быстрее, выше, сильнее, беспилотнее. В каком спорте соревнуются беспилотные автомобили

Какие у беспилотников есть состязания и как выбирают победителя?

Популярная механика
От батутов до серфинга: 5 спорт-развлечений под крышей От батутов до серфинга: 5 спорт-развлечений под крышей

Зимняя стужа не повод отказываться от активного досуга

РБК
100 самых сексуальных женщин страны 100 самых сексуальных женщин страны

Сто самых красивых женщин страны заждались тебя

Maxim
35 вещей, которые нас возбуждают 35 вещей, которые нас возбуждают

Эти вещи возбуждают с первого взгляда.

Maxim
Как говорить с детьми о сексе Как говорить с детьми о сексе

Как помочь ребенку осознать свои границы и правильно их защитить?

СНОБ
Воин света Воин света

В деревню в гости к креативному директору Maison Margiela Джону Гальяно

Vogue
Доктор-робот: 10 мобильных приложений для здоровья Доктор-робот: 10 мобильных приложений для здоровья

Эти приложения точно лучше поиска в "гугле"

Playboy
Джентльмен удачи Джентльмен удачи

Александр Цыпкин – писатель, сценарист, а с недавних пор и актер дает советы

Playboy
Бум иноязычного контента в эпоху кадрового кризиса: почему скоро некому будет переводить фильмы и сериалы Бум иноязычного контента в эпоху кадрового кризиса: почему скоро некому будет переводить фильмы и сериалы

Как «Игра в кальмара» привлекла внимание к сфере перевода

VC.RU
Блеск и нищета Блеск и нищета

Что мы делаем с деньгами, а они с нами?

Psychologies
«Вширь и вверх: как облачная телефония помогает бизнесу расти не только географически, но и финансово» «Вширь и вверх: как облачная телефония помогает бизнесу расти не только географически, но и финансово»

Как облачная телефония влияет на бизнес?

Inc.
Война с астероидом: зачем NASA запустило зонд-камикадзе Война с астероидом: зачем NASA запустило зонд-камикадзе

Зачем NASA отправили зонд на самоубийственную миссию?

Forbes
«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
Спроси VC: почему стартапу не нужна свободная конкуренция Спроси VC: почему стартапу не нужна свободная конкуренция

Почему стартапу важно занимать доминирующее положение в важных для бизнеса нишах

Forbes
Главный сенсор: как устроен лидар «Яндекс» для беспилотных автомобилей Главный сенсор: как устроен лидар «Яндекс» для беспилотных автомобилей

«Яндекс» перевел свой флот беспилотных автомобилей на собственные лидары

VC.RU
Русская музыка: подкаст о главных именах современной академической сцены Русская музыка: подкаст о главных именах современной академической сцены

Героями первого выпуска подкаста стали Марина Полеухина и Александр Чернышков

СНОБ
Открыть в приложении