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极化子和电子-声子相互作用

极化子和电子-声子相互作用1.电子对晶格的极化●在至少是部分离子键的半导体中,电子吸引正离子,排斥负离子.空穴情况正好相反.●极化结果使晶格产生畸变—等同于纵模光学声子的叠加(纵模声子会引起体积的

压缩和膨胀,而横模声子不会产生这样效

果).这样,自由载流子将与”声子云”相伴随.2.极化子●带电载流子与声子云的整体称为极化子.●极化子中声子云半径

半导体中,若声子云半径大于晶格常数,称为“大极化子“；而小极化子局域在单胞内.

其中

为刚性点阵中电子或空穴的有效质量.●有效质量其中为夫勒利希耦合系数,描述带电载流子与

LO声子的耦合.

和

分别为

频和低频介电常数.的高对于非离子键晶体,根据因此,

一般半导体,

总之,实际离子键晶体中，电子或空穴的有效质量

相对刚性点阵中

变大,

这种现象称为质量重整化.●能隙的变化晶格的畸变使得能隙减小，这种现象称为能量重整化.●由于晶格的极化的存在,实验(如回旋共

振，光谱)中测得电子或空穴的

和

一般是相应极化子的

和

不是刚性点阵中的”单纯”电子或空穴的

而和

3.电子-声子相互作用电子-声子散射：分类：①夫勒利希作用载流子与伴随着光学声子电场的作用.②形变势散射●因为能隙的宽度以及能带结构取决于晶

格参数和基元中原子分布,所以,形变调制

了能带结构.若●声学（光学）声子可视为晶格常数的周

期性调制，因此,形变存在等同声子存在.●总之,能带调制对载流子的影响也就等

同于声学(光学)声子与载流子相互作用.③压电耦合●非中心对称的晶体中,由于对晶体施加应力,晶体畸变会产生变化电场,而该电场会对载流子产生作用.同样因为声学(光学)声子可视为晶格常数的周期性调制,所以这个过程就相当于声子与载流子相互作用.※计算能带的基本方法非相对论条件下,真空中自由电子色散关系1.弱周期势中电子色散关系●一维弱周期势:周期为a.以倒格矢平移自由电子的色散曲线，即可得到扩展形

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