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

Чернохвостые оленихи унаследовали миграционные маршруты матерей Чернохвостые оленихи унаследовали миграционные маршруты матерей

Как самки оленей учатся мигрировать у собственных матерей

N+1
Незаконнорожденный мой сын Незаконнорожденный мой сын

Дэмиен Херли строил планы на деньги своего отца, но тут в дело вмешался дедушка

Tatler
Разработаны методы генного редактирование смертельно опасных заболеваний мозга Разработаны методы генного редактирование смертельно опасных заболеваний мозга

Ученые успешно применили технологии генного редактирования для коррекции мутаций

ТехИнсайдер
Весят меньше 60 кг: как выглядят чемпионы по скоростному поеданию еды Весят меньше 60 кг: как выглядят чемпионы по скоростному поеданию еды

Как выглядят участники соревнований по скоростному поеданию

Cosmopolitan
Нейробиолог назвал привычку, объединяющую гениев. А у вас она есть? Нейробиолог назвал привычку, объединяющую гениев. А у вас она есть?

Настоящий прорыв мысли начинается в тишине и одиночестве

Maxim
Страна полного привода: самые популярные кроссоверы России Страна полного привода: самые популярные кроссоверы России

Половина от проданных на российском рынке новых автомобилей — кроссоверы

Playboy
Не на птичьих правах Не на птичьих правах

Самые громкие правозащитные кейсы из мира животных

Weekend
Австралийский мист Австралийский мист

Не все, что живет в Австралии, так и норовит нас убить

Weekend
Есть ли дружба во френдзоне Есть ли дружба во френдзоне

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

СНОБ
Что вызвало самое первое массовое вымирание на Земле: мнение ученых Что вызвало самое первое массовое вымирание на Земле: мнение ученых

Самое первое вымирание длилось от полумиллиона до двух миллионов лет

Популярная механика
Оборот в ₽500 млн и Хайди Клум среди клиентов: история бренда Monochrome Оборот в ₽500 млн и Хайди Клум среди клиентов: история бренда Monochrome

Сооснователи российского бренда оверсайз-одежды Monochrome

РБК
Стратостат услышал инфразвук от подземного взрыва Стратостат услышал инфразвук от подземного взрыва

Инфразвук проще засечь из стратосферы, чем с поверхности Земли

N+1
Почему рыбы трутся о камни в аквариуме Почему рыбы трутся о камни в аквариуме

Если рыбка трется о камни в аквариуме, это может быть сигналом для ее владельца

Популярная механика
Что фильм «Злые и красивые» Миннелли рассказал об изнанке Голливуда Что фильм «Злые и красивые» Миннелли рассказал об изнанке Голливуда

Что можно узнать о Голливуде и его изнанке из фильма «Злые и красивые»

РБК
Физики проследили за распространением мощного лазерного луча в воде Физики проследили за распространением мощного лазерного луча в воде

Физики исследовали распространение мощного лазерного излучения через воду

N+1
10 самых невероятных видов муравьев 10 самых невероятных видов муравьев

Поговорим о 10 впечатляющих видах муравьев и их поведении

Популярная механика
«Дом Гуччи» вверх дном: как актеры и продюсеры подогревали интерес к фильму «Дом Гуччи» вверх дном: как актеры и продюсеры подогревали интерес к фильму

Яна Лукина в формате таймлайна рассказывает историю создания «Дома Гуччи»

Esquire
Как выглядит самое ядовитое в мире дерево, под которым даже запрещено стоять в дождь Как выглядит самое ядовитое в мире дерево, под которым даже запрещено стоять в дождь

Безопаснее всего смотреть на это дерево на картинках

Популярная механика
В каких продуктах много витамина D В каких продуктах много витамина D

Как дефицит витамина D можно восполнить с помощью рациона

РБК
Китайский — новый английский: 5 причин учить этот язык с детства Китайский — новый английский: 5 причин учить этот язык с детства

Почему детям нужен китайский язык?

СНОБ
Измена: взгляд с двух сторон. Если изменили вам Измена: взгляд с двух сторон. Если изменили вам

Измена — это «симптом» отношений, а в отношениях всегда участвуют две стороны

Psychologies
Задержку фотоионизации измерили без привлечения аттосекундных импульсов Задержку фотоионизации измерили без привлечения аттосекундных импульсов

Физики реализовали метод измерения задержек электронов при фотоионизации

N+1
От Иван-чая до ройбуша: самые полезные чаи для мужчин От Иван-чая до ройбуша: самые полезные чаи для мужчин

Виды чая, которые стоит включить в свою жизнь, чтобы быть здоровым

Playboy
Как проверить авто на залог: все возможные способы и инструкции Как проверить авто на залог: все возможные способы и инструкции

Как проверить автомобиль перед покупкой и случайно не взять на себя обременения?

РБК
Все в наших руках Все в наших руках

Здоровье наших подруг и жен в прямом смысле в наших руках

Men’s Health
Расстрел отца, ссылка матери и голод: страшное детство великой Майи Плисецкой Расстрел отца, ссылка матери и голод: страшное детство великой Майи Плисецкой

Как маленькая девочка, которая убегала из детского сада, стала великой балериной

Cosmopolitan
Воспоминания о зонде Cassini: всё о миссии к Сатурну Воспоминания о зонде Cassini: всё о миссии к Сатурну

Самая грандиозная миссия к Сатурну – в цитатах, цифрах и результатах

Популярная механика
Как изменились Пименова, Блондо и другие самые красивые в мире девочки Как изменились Пименова, Блондо и другие самые красивые в мире девочки

Их называли самыми красивыми девочками в мире. Что же изменилось?

Cosmopolitan
Чем предпринимателю полезен родительский опыт Чем предпринимателю полезен родительский опыт

Как опыт в воспитании детей помогает эффективнее управлять компанией

Inc.
Ivan Is Back Ivan Is Back

Алексей Чадов — сценарист, режиссер и актер в фильме «Своя война»

OK!
Открыть в приложении