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

Окислительное присоединение на палладии прошло по радикальному механизму Окислительное присоединение на палладии прошло по радикальному механизму

Представление о реакции окислительного присоединения на палладии было неполным

N+1
Тяжелые фермионы обнаружили в гетероструктурах из дисульфида тантала Тяжелые фермионы обнаружили в гетероструктурах из дисульфида тантала

Первое обнаружение тяжелых фермионов вне объемных сплавов

N+1
Астрономы отыскали экстремально яркие события разрыва звезд сверхмассивными черными дырами Астрономы отыскали экстремально яркие события разрыва звезд сверхмассивными черными дырами

Астрономы описали класс рекордно ярких транзиентов

N+1
Без кисельных берегов: кому и как можно худеть на молочной диете Без кисельных берегов: кому и как можно худеть на молочной диете

Как работает молочная диета и насколько она эффективна?

Cosmopolitan
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
Есть ли дружба во френдзоне Есть ли дружба во френдзоне

Дружба между мужчиной и женщиной — это обязательно намек на секс?

СНОБ
Цветок, из которого готовят синий «чай» Цветок, из которого готовят синий «чай»

Цветки клитории используют в кулинарии для придания необычной синей окраски

Наука и жизнь
Михаил Врубель: «В сияньи многоцветных крыл» Михаил Врубель: «В сияньи многоцветных крыл»

Выставка, посвященная творчеству Михаила Врубеля, открылась в Новой Третьяковке

СНОБ
YouTube-шоу, мерч и квесты: кто заработал на хайпе вокруг «Игры в кальмара» YouTube-шоу, мерч и квесты: кто заработал на хайпе вокруг «Игры в кальмара»

Сколько предприниматели и блогеры заработали на «Игре в кальмара»

Forbes
Одеваются лучше 20-летних! Современные иконы стиля в 50+ лет — кто они? Одеваются лучше 20-летних! Современные иконы стиля в 50+ лет — кто они?

Кто из знаменитостей 50+ сегодня задает тренды для молодежи

Cosmopolitan
Suzuki Vitara: кроссовер, на который подсаживаешься Suzuki Vitara: кроссовер, на который подсаживаешься

Оказавшись за рулем Suzuki Vitara, не захочешь с ним расставаться

Maxim
Новый Эрмитаж Новый Эрмитаж

«Возвращение блудного сына» Рембрандта и Колыванская ваза

Культура.РФ
Опрично-земские порядки в российской истории Опрично-земские порядки в российской истории

В чем причины и содержание очередного поражения русской демократии

Дилетант
Штосс, бостон и винт: во что играли герои русской классики Штосс, бостон и винт: во что играли герои русской классики

Собрали правила популярных карточных игр и нашли примеры в русской литературе

Культура.РФ
Было, но не прошло: может ли бывший муж стать верным другом? Было, но не прошло: может ли бывший муж стать верным другом?

Если друг оказался вдруг... бывшим мужем, значит, у тебя все прекрасно!

Cosmopolitan
Психогенное бесплодие. Порой забеременеть мешают... эмоции. Что с этим делать? Психогенное бесплодие. Порой забеременеть мешают... эмоции. Что с этим делать?

Как выявляют психогенное бесплодие и как его вылечить?

Лиза
12 способов повысить продуктивность в течение дня 12 способов повысить продуктивность в течение дня

5-минутные действия, которые приведут к грандиозным результатам

Psychologies
Николай Хомерики Николай Хомерики

Самый лиричный режиссер нулевых – Николай Хомерики

Собака.ru
Осенняя хандра или депрессия: как отличить? Осенняя хандра или депрессия: как отличить?

Осенняя хандра — абсолютно нормальный процесс, свойственный многим людям

Psychologies
«Она похожа на соль — улучшит любое блюдо, если не переборщить»: как инженер-пианист создал гитарную педаль Big Muff «Она похожа на соль — улучшит любое блюдо, если не переборщить»: как инженер-пианист создал гитарную педаль Big Muff

Майк Мэтьюс придумал «золотой стандарт» гитарных педалей с искажением

VC.RU
8 необычных мужских эрогенных зон 8 необычных мужских эрогенных зон

Рассказываем о чувствительных зонах мужчин

Psychologies
5 советов, чтобы есть, не толстея 5 советов, чтобы есть, не толстея

Простой способ есть, не набирая лишний вес даже в праздники

Psychologies
Пластический хирург Тимур Хайдаров — Forbes: «Покажи, что ты гений» Пластический хирург Тимур Хайдаров — Forbes: «Покажи, что ты гений»

Пластический хирург — как выделиться из толпы в условиях жесткой конкуренции

Forbes
«Корпоративный экзорцизм»: кто подставил основателя Papa John's по его мнению и как он провёл три года после скандала «Корпоративный экзорцизм»: кто подставил основателя Papa John's по его мнению и как он провёл три года после скандала

Почему основатель Papa John's уверен в заговоре?

VC.RU
Пигментация кожи: как избавиться от темных пятен Пигментация кожи: как избавиться от темных пятен

С чем связано появление темных участков кожи, как предотвратить этот процесс?

РБК
Революционер, музыкант, психиатр. Анна Ветлугина, Дмитрий Максименко: «Кащенко» Революционер, музыкант, психиатр. Анна Ветлугина, Дмитрий Максименко: «Кащенко»

Отрывок из биографии Петра Петровича Кащенко

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

Как работают современные ветеринары?

СНОБ
Халат вместо платья: почему всё не так просто со стилем Нины Хрущёвой Халат вместо платья: почему всё не так просто со стилем Нины Хрущёвой

Нина Кухарчук-Хрущёва ввела традицию сопровождать супруга в зарубежных поездках

Cosmopolitan
«Женское сердце. Современный подход к здоровью женщин» «Женское сердце. Современный подход к здоровью женщин»

Только недавно исследования показали, что пол при лечении сердца надо учитывать

N+1
«Мать выгнала меня из дома. А теперь ждет, что я стану ухаживать за ней» «Мать выгнала меня из дома. А теперь ждет, что я стану ухаживать за ней»

Обязаны ли взрослые дети помогать родителям?

Psychologies
Открыть в приложении