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

«Перезапуск будущего. Как „починить“ нематериальную экономику» «Перезапуск будущего. Как „починить“ нематериальную экономику»

Связь между нематериальной экономикой и усугублением проблемы неравенства

N+1
Роботы и тяга к блаженству: почему эксперты обеспокоены тем, что ИИ может стать гедонистом Роботы и тяга к блаженству: почему эксперты обеспокоены тем, что ИИ может стать гедонистом

Что такое вайрхэндинг и как он связан с искусственным интеллектом?

Популярная механика
Дети и шимпанзе отказались от вознаграждения ради видео с социальными взаимодействиями Дети и шимпанзе отказались от вознаграждения ради видео с социальными взаимодействиями

Дети и взрослые шимпанзе проявляют особый интерес к социальным взаимодействиям

N+1
Опять женатый: что делать, если тебе всё время встречаются несвободные мужчины Опять женатый: что делать, если тебе всё время встречаются несвободные мужчины

Почему все интересные мужчины оказываются несвободными?

Cosmopolitan
Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость

Как защититься от хамства, не опускаясь до него?

Psychologies
Сапиосексуальность Сапиосексуальность

5 качеств, на которые девушки западают, не глядя на внешность

Playboy
Ольга Смирнова Ольга Смирнова

Ольга Смирнова разработала скрининг, который может спасти жизни тысяч россиянок

Собака.ru
Бетон и искусство Бетон и искусство

Этот лофт в Гонконге легко можно назвать гламурным

SALON-Interior
В здоровых ли вы отношениях? Проверьте по 13 пунктам опросника В здоровых ли вы отношениях? Проверьте по 13 пунктам опросника

Пройдитесь по списку ниже — возможно, вы идеальная пара

Psychologies
Документы сгорели, а главный свидетель выпал из вертолёта: золотодобыча, которая стоила акционерам $3 млрд Документы сгорели, а главный свидетель выпал из вертолёта: золотодобыча, которая стоила акционерам $3 млрд

Проект разработки золотого месторождения Bre-X оказался мошенничеством

VC.RU
Что посмотреть: 11 лучших фильмов про сны Что посмотреть: 11 лучших фильмов про сны

Раскрыть секрет происхождения сновидений берутся создатели кино

Playboy
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
Деликатес из Африки: в чем польза кускуса и как его готовить Деликатес из Африки: в чем польза кускуса и как его готовить

Разбираемся, что такое кускус и чем он полезен для здоровья

РБК
Стрелки котенка: легкий макияж, который идет всем и всегда получается Стрелки котенка: легкий макияж, который идет всем и всегда получается

Макияж должен быть одинаково уместен и в дневное, и в вечернее время

Cosmopolitan
Созвездие близнецов: зачем врагам Цукерберга братьям Уинклвосс своя метавселенная Созвездие близнецов: зачем врагам Цукерберга братьям Уинклвосс своя метавселенная

Соперничество между Марком Цукербергом и братьями Уинклвоссами не утихает

Forbes
Мистическая Москва: 5 самых таинственных и пугающих легенд о столице Мистическая Москва: 5 самых таинственных и пугающих легенд о столице

Пугающие истории Москвы

Playboy
Контроль уровня воды предотвратит цветение водохранилищ Контроль уровня воды предотвратит цветение водохранилищ

Фитопланктон оказался чувствителен к объему воды, в котором живет

N+1
15 отличных южнокорейских сериалов, которые нужно смотреть 15 отличных южнокорейских сериалов, которые нужно смотреть

Южнокорейские дорамы, которые не уступают знаменитым сериалам

Esquire
Сьюки-любовь Сьюки-любовь

Сьюки Уотерхаус рассказала о том, как начала просто петь

Harper's Bazaar
Наночастицы в двойной оболочке помогли антибиотикам уничтожить резистентные бактерии Наночастицы в двойной оболочке помогли антибиотикам уничтожить резистентные бактерии

Ученые сделали наночастицы золота биосовместимыми и эффективными против бактерий

N+1
7 советов на каждый день, чтобы справиться с тревогой и стрессом 7 советов на каждый день, чтобы справиться с тревогой и стрессом

Семь способах помочь себе справиться с тревожным расстройством

Популярная механика
Использованные шины оказались смертельной ловушкой для раков-отшельников Использованные шины оказались смертельной ловушкой для раков-отшельников

Забравшись в выброшенные в океан шины, раки больше не могут оттуда выбраться

N+1
Sorry, papasha: какой получилась Call of Duty: Vanguard Sorry, papasha: какой получилась Call of Duty: Vanguard

Почему CoD превратилась в Виктора Пелевина

Esquire
Что нам делать с театром и технологиями: разбираемся с Мелкиным и Пепперштейном Что нам делать с театром и технологиями: разбираемся с Мелкиным и Пепперштейном

Режиссер Дмитрий Мелкин и художник Павел Пепперштейн о будущем театра

GQ
Людмила Гаврилова. Людмила Гаврилова.

История актрисы Людмилы Гавриловой

Коллекция. Караван историй
Такие неопасные, но ужасные колики Такие неопасные, но ужасные колики

Младенческие колики отравляют жизнь всей семье, как с ними справиться?

Здоровье
Как IТ-директор NASA наводит порядок в агентстве с помощью квантовых компьютеров Как IТ-директор NASA наводит порядок в агентстве с помощью квантовых компьютеров

Как инженеры NASA планируют использовать квантовые компьютеры

Forbes
Не такие, как все Не такие, как все

Необычные профессии, вопреки недоуменным взглядам окружающих

Psychologies
«Мальчики открыли ротики». Как Оксимирон спровоцировал противостояние мужчин и разозлил женщин «Мальчики открыли ротики». Как Оксимирон спровоцировал противостояние мужчин и разозлил женщин

Оксимирон выпустил трек, который окрестили сеансом психотерапии

СНОБ
Вальсирующие у царских врат. К 100-летию Государственного академического театра им. Евгения Вахтангова Вальсирующие у царских врат. К 100-летию Государственного академического театра им. Евгения Вахтангова

Премьера спектакля «Война и мир» Римаса Туминаса в Театре им. Вахтангова

СНОБ
Открыть в приложении