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

В Португалии нашли выгравированные в эпоху верхнего палеолита фигуры животных В Португалии нашли выгравированные в эпоху верхнего палеолита фигуры животных

Археологи обнаружили в Португалии новые произведения палеолитического искусства

N+1
Вадим и Марк Лапины Вадим и Марк Лапины

Вадим Лапин и его сын Марк, создатели Ginza Project и ресторана Grecco

Собака.ru
Почему Марс красный? Ученые связали это с наличием воды в прошлом планеты! Почему Марс красный? Ученые связали это с наличием воды в прошлом планеты!

Почему знаменитая Красная планета именно такая? Ученые, похоже, нашли объяснение

ТехИнсайдер
Гибель в 29 лет: ужасная судьба лучшей конькобежки СССР Инги Артамоновой Гибель в 29 лет: ужасная судьба лучшей конькобежки СССР Инги Артамоновой

Инга Артамонова была одной из самых красивых советских спортсменок СССР

Cosmopolitan
Ученые заявили, что дисциплина не поможет побороть лишний вес. Дело в другом Ученые заявили, что дисциплина не поможет побороть лишний вес. Дело в другом

Похудение — это битва, выходящая за рамки чистой силы воли

Inc.
Палеогенетики впервые извлекли человеческую ДНК из кальцита Палеогенетики впервые извлекли человеческую ДНК из кальцита

Палеогенетикам впервые удалось выделить древнюю ДНК человека из кальцита

N+1
Сергей Долмов: Как бороться с пьяными водителями Сергей Долмов: Как бороться с пьяными водителями

Пьяные водители стали самым настоящим бичом российских автодорог

СНОБ
Как понять, что ваш босс — нарцисс Как понять, что ваш босс — нарцисс

Как распознать нарцисса в компании?

Psychologies
Какая ж ты зараза: что делать с герпесом на губах Какая ж ты зараза: что делать с герпесом на губах

Что нужно знать о герпесе на губах?

РБК
Что такое фолиевая кислота и чем она полезна: 6 научных фактов Что такое фолиевая кислота и чем она полезна: 6 научных фактов

Чем еще полезен витамин B9 и в каких продуктах он содержится

РБК
Мир глазами человека с аутизмом. Маделин Райан: «Комната по имени Земля» Мир глазами человека с аутизмом. Маделин Райан: «Комната по имени Земля»

Отрывок из книги Маделин Райан о жизни персон с аутизмом

СНОБ
Впервые эксперты обнаружили способность к распознанию слов у животного. Это собаки! Впервые эксперты обнаружили способность к распознанию слов у животного. Это собаки!

Собаки способны улавливать отдельные слова в предложениях

Популярная механика
Дмитрий Блинов Дмитрий Блинов

Как гостю и ресторатору выйти сухими из бурлящих вод комментов и отзывов

Собака.ru
«Карандаш в стакане»: пять страшилок, которыми пугают женщин за 40 «Карандаш в стакане»: пять страшилок, которыми пугают женщин за 40

Чем мужчины любят пугать женщин, возраст которых перевалил за 40

Cosmopolitan
Павел Антокольский Павел Антокольский

Поэт Павел Антокольский глазами Дмитрия Быкова

Дилетант
Свойства квантового гало предложили исследовать бомбардировкой Свойства квантового гало предложили исследовать бомбардировкой

Физики показали возможность исследования свойств квантового гало в димере гелия

N+1
Звук помог пленить спин Звук помог пленить спин

Физики исследовали эффект когерентного пленения спина

N+1
12 главных электромобилей 2021 года 12 главных электромобилей 2021 года

Тренд автомобилей 2021 года — сила тока

Playboy
Цветной бархат, уютные шарфы и очень много вельветовых костюмов: из чего состоит гардероб Уэса Андерсона Цветной бархат, уютные шарфы и очень много вельветовых костюмов: из чего состоит гардероб Уэса Андерсона

Главные элементы персонального стиля режиссера Уэса Андерсона

Esquire
Секретный ингредиент Секретный ингредиент

Какими блюдами любят баловать себя знаменитости?

Лиза
Исследование: россиянки начинают бизнес из-за безработицы и идут на глобальный рынок Исследование: россиянки начинают бизнес из-за безработицы и идут на глобальный рынок

Каждый третий владелец растущего бизнеса в мире — женщина

Forbes
Считаем, сколько заработали участники турнира UFC 268 Считаем, сколько заработали участники турнира UFC 268

Участники турнира UFC 268 выбили 268 578 680 рублей

Maxim
Владимир Кехман — Forbes: «МХАТ им. Горького станет музыкально-драматическим театром» Владимир Кехман — Forbes: «МХАТ им. Горького станет музыкально-драматическим театром»

Владимир Кехман — о том, что будет происходить в МХАТе

Forbes
Почему домашние кошки не умеют рычать, а тигры — мурлыкать? Почему домашние кошки не умеют рычать, а тигры — мурлыкать?

Почему рычащие кошки не мурлычут, а мурлыкающие не рычат?

Наука и жизнь
Ученые нашли в изумруде новое состояние воды Ученые нашли в изумруде новое состояние воды

Физики обнаружили в каналах кристаллов берилла новое состояние воды

Популярная механика
Закон не всегда суров: необычные наказания за реальные проступки Закон не всегда суров: необычные наказания за реальные проступки

Оказаться на скамье подсудимых не всегда означает получить срок или штраф

Playboy
Генетики нашли предков иберийцев ранней бронзы в Центральной Европе Генетики нашли предков иберийцев ранней бронзы в Центральной Европе

Около 4200 лет назад в Южную Испанию пришли мигранты со степным происхождением

N+1
Проза жизни Проза жизни

Интерьер квартиры, вдохновленный "Рождественскими повестями" Чарльза Диккенса

AD
5 советов, как выбрать действительно экологичные продукты и не попасться на крючок маркетологов 5 советов, как выбрать действительно экологичные продукты и не попасться на крючок маркетологов

На что обратить внимание, чтобы выбрать экологичную продукцию

Популярная механика
Уронили гроб, помпезный пафос, парад и принудиловка: воспоминания и мифы о похоронах Брежнева (и видео) Уронили гроб, помпезный пафос, парад и принудиловка: воспоминания и мифы о похоронах Брежнева (и видео)

Самые помпезные похороны в истории СССР (после похорон Сталина)

Maxim
Открыть в приложении