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

Глубоководная добыча полезных ископаемых заглушит биологически важные звуки Глубоководная добыча полезных ископаемых заглушит биологически важные звуки

Как шум от разработки морского дна мешает коммуникации морских обитателей

N+1
Непризнанные гении Непризнанные гении

Почему ИТ-компаниям стоит внедрять инклюзию

РБК
Ученые выяснили, что большинство травоядных животных ест не только траву Ученые выяснили, что большинство травоядных животных ест не только траву

Традиционная классификация травоядных не отражает реальную картину их рационов

ТехИнсайдер
Не .G единой Не .G единой

Главные буквы алфавита сексуального удовольствия

Playboy
Найден способ омолодить стареющие клетки мозга Найден способ омолодить стареющие клетки мозга

Обратить старость вспять реально, причем на это понадобится всего один день

ТехИнсайдер
Видеодрайвер перестал отвечать и был восстановлен: как исправить эту ошибку Видеодрайвер перестал отвечать и был восстановлен: как исправить эту ошибку

Почему возникает ошибка «Видеодрайвер перестал отвечать и был восстановлен»

CHIP
«Они живут до 33-34 лет. Возраст Христа»: Эвелина Бледанс об особенном сыне «Они живут до 33-34 лет. Возраст Христа»: Эвелина Бледанс об особенном сыне

Эвелина Блёданс объяснила, почему не стесняется говорить о болезни сына

Cosmopolitan
Почему курага не хуже абрикоса и чем она полезна Почему курага не хуже абрикоса и чем она полезна

Курага отлично дополняет разные блюда и подходит для полезного перекуса

РБК
Доисторические птицы: раньше, чем археоптерикс Доисторические птицы: раньше, чем археоптерикс

Место археоптерикса в истории все чаще подвергается сомнению

Популярная механика
Подавленные эмоции: почему они мешают жить и как с этим справиться Подавленные эмоции: почему они мешают жить и как с этим справиться

Подавленные эмоции — это настоящий ящик Пандоры

СНОБ
Как избавиться от запаха ног: 5 способов решения проблемы Как избавиться от запаха ног: 5 способов решения проблемы

Гипергидроз ног — как с ним справиться?

Playboy
Как решить проблему зависимости от азартных игр в России Как решить проблему зависимости от азартных игр в России

В России нет организаций, которые помогли бы бороться с игровой зависимостью

СНОБ
Прийти в форму за 4 недели Прийти в форму за 4 недели

План питания, который позволит плавно и без вреда для здоровья нормализовать вес

Домашний Очаг
6 способов взбодриться, если после обеда вас клонит ко сну 6 способов взбодриться, если после обеда вас клонит ко сну

Что делать, если после еды хочется спать

Psychologies
Достигли вершин Достигли вершин

Новая жизнь бабушкиных вещей в квартире в деревушке Кран-Монтана

AD
«Спасение от стресса»: Меган Маркл помогла Адель пережить развод и похудеть «Спасение от стресса»: Меган Маркл помогла Адель пережить развод и похудеть

Герцогиня Сассекская стала источником вдохновения для Адель

Cosmopolitan
Российский сериал «Чиновница» удивил нас дважды Российский сериал «Чиновница» удивил нас дважды

Cериал «Чиновница» — триллер о борьбе женщины против русской реальности

Maxim
10 вещей, которые сильнее всего бесят в соцсетях 10 вещей, которые сильнее всего бесят в соцсетях

Каждый день мы заходим в соцсети, оставляя там частичку душевного здоровья

Maxim
Кривой мизинец и плохая память: как гаджеты меняют тело и организм человека Кривой мизинец и плохая память: как гаджеты меняют тело и организм человека

Гаджеты облегчили нашу жизнь, но ценой проблем со здоровьем

Playboy
Инновации для животных. Как выглядит современная ветеринария Инновации для животных. Как выглядит современная ветеринария

Как работают современные ветеринары?

СНОБ
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
Маски сброшены Маски сброшены

Наука дает мировым музеям новые возможности для работы с предметами искусства

Forbes Life
Бог с вами: какими получились «Вечные» Хлои Чжао и сыграла ли ставка Marvel Бог с вами: какими получились «Вечные» Хлои Чжао и сыграла ли ставка Marvel

Стоит ли отдавать комиксы на откуп режиссерам больших, тягучих драм

Esquire
Алексей Володин: «Страхование киберрисков займет до 50% рынка» Алексей Володин: «Страхование киберрисков займет до 50% рынка»

Алексей Володин о том, почему тарифы неизбежно будут повышаться

РБК
Эмоции мешают думать: чему можно научиться у Майкла Корлеоне Эмоции мешают думать: чему можно научиться у Майкла Корлеоне

Чему можно научиться у мафиози Корлеоне

Правила жизни
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
Как стартап Gatik доставляет товары на грузовиках без водителя Как стартап Gatik доставляет товары на грузовиках без водителя

За рулем грузовиков нет водителей — они самостоятельно курсируют по маршруту

Forbes
Людмила Гаврилова. Людмила Гаврилова.

История актрисы Людмилы Гавриловой

Коллекция. Караван историй
Жизнь после CEO: уйти, чтобы остаться Жизнь после CEO: уйти, чтобы остаться

Иногда уйти — это лучший способ остаться

Inc.
InSight составил детальную схему подповерхностных слоев Марса InSight составил детальную схему подповерхностных слоев Марса

Ученые составили схему подповерхностных слоев Красной планеты

N+1
Открыть в приложении