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

Ген ожирения объединил людей с собаками Ген ожирения объединил людей с собаками

Ученые выявили у собак ген, связанный с развитием ожирения

N+1
Что быстрые углеводы делают с телом и почему не все диетологи их запрещают Что быстрые углеводы делают с телом и почему не все диетологи их запрещают

Действительно ли быстрые углеводы являются причиной лишних кило?

Cosmopolitan
Повсеместное использование камер наблюдения меняет работу мозга Повсеместное использование камер наблюдения меняет работу мозга

Видеонаблюдение влияет на работу мозга, причем на бессознательном уровне

ТехИнсайдер
Серотонин: что важно знать о «гормоне счастья» Серотонин: что важно знать о «гормоне счастья»

Что представляет собой один из важнейших гормонов, отвечающих за наше здоровье?

РБК
Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога Как повысить самооценку и обрести уверенность? 11 советов психолога

Заниженная самооценка мешает нам строить здоровые отношения и карьеру

Psychologies
Без инстаграма не разберешься Без инстаграма не разберешься

«На близком расстоянии»: «Паразиты» по-русски

Weekend
Кимчи, лаваш и васёку: какая еда входит в список мирового наследия ЮНЕСКО Кимчи, лаваш и васёку: какая еда входит в список мирового наследия ЮНЕСКО

Ни оливье, ни крабового в списке нет.

Playboy
Полярники мезозоя Полярники мезозоя

Каких динозавров находят в Якутии и на Аляске и как им жилось

N+1
Палеофекалии указали на паразитарные инфекции богатых жителей древнего Иерусалима Палеофекалии указали на паразитарные инфекции богатых жителей древнего Иерусалима

Палеопаразитолог нашла яйца паразитов в образцах из туалета VII века до н. э.

N+1
В поисках утраченной В поисках утраченной

Какому Деду Морозу писать письма, чтобы вернуть нашу радость обратно?

Cosmopolitan
TikTok, рэп-баттлы и свобода слова. Как супружеская пара учителей из Тулы меняет отношение детей к школе TikTok, рэп-баттлы и свобода слова. Как супружеская пара учителей из Тулы меняет отношение детей к школе

Учителя — о том, как найти общий язык с учениками и чем заинтересовать детей

СНОБ
Наследник Рокфеллера, сын Софи Лорен, боксёр и продюсер: история француза, обманувшего Рурка, Ван Дамма и других звёзд Наследник Рокфеллера, сын Софи Лорен, боксёр и продюсер: история француза, обманувшего Рурка, Ван Дамма и других звёзд

СМИ прозвали Кристофера Роканкура звёздным мошенником

VC.RU
Кожа стареет быстро из-за этих пищевых привычек: увы, они у тебя есть Кожа стареет быстро из-за этих пищевых привычек: увы, они у тебя есть

Список пищевых ошибок, работа над которыми улучшит состояние кожи

Cosmopolitan
Фантомные боли Нагорного Карабаха Фантомные боли Нагорного Карабаха

Промежуточные итоги войны в Карабахе

Эксперт
Что позволено гению. Разговор Зауре Розмат с Исфаром Сарабским — о самодисциплине, плагиате и миксе культур Что позволено гению. Разговор Зауре Розмат с Исфаром Сарабским — о самодисциплине, плагиате и миксе культур

Бизнесвумен Зауре Розмат и музыкант Исфар Сарабский — о творчестве и бизнесе

Esquire
Презервативы-унисекс: что это такое, как они работают и кому подойдут Презервативы-унисекс: что это такое, как они работают и кому подойдут

Стартап Wondaleaf Uni Condom занимается производством презервативов унисекс

Cosmopolitan
Как вывести пятна от пота в домашних условиях Как вывести пятна от пота в домашних условиях

Как удалить пятна пота с одежды светлых и темных оттенков

VOICE
«Повелитель мух» в реальности: как 6 подростков выживали на острове «Повелитель мух» в реальности: как 6 подростков выживали на острове

Шестеро сбежавших из школы учеников провели год на клочке земли посреди океана

Cosmopolitan
Стесняюсь спросить: 20 важных вопросов подологу — специалисту, который занимается лечением стоп и ногтей Стесняюсь спросить: 20 важных вопросов подологу — специалисту, который занимается лечением стоп и ногтей

20 наивных, неудобных и важных вопросов эксперту в области подологии

Esquire
«Ростсельмаш» расширит выпуск тракторов «Ростсельмаш» расширит выпуск тракторов

Компания «Ростсельмаш» строит новый тракторный завод полного цикла

Агроинвестор
Спектр масс черных дыр объяснили расширением Вселенной Спектр масс черных дыр объяснили расширением Вселенной

Рост массы черных дыр позволяет согласовать данные наблюдений с теорией

N+1
«Я не предам Кристину!»: любимая актриса Рязанова не может вернуться в Россию «Я не предам Кристину!»: любимая актриса Рязанова не может вернуться в Россию

Юлия Живейнова рассказала, почему не посещает Россию

Cosmopolitan
От падучей до святости От падучей до святости

Главные события, связанные с именем царевича Дмитрия

Дилетант
Как «рай для удаленщиков и стартаперов» стал проблемой для жителей Гондураса Как «рай для удаленщиков и стартаперов» стал проблемой для жителей Гондураса

Частный город Проспера столкнулся с протестами местных жителей

Forbes
Топ-10: какие сериалы  смотрят на Netflix в США Топ-10: какие сериалы  смотрят на Netflix в США

Самые популярные сериалы, которые смотрят в США

Cosmopolitan
«Москвич» и москвичи. Интервью с директором Музея транспорта Оксаной Бондаренко о культовых авто, Цое и сторис в инстаграме «Москвич» и москвичи. Интервью с директором Музея транспорта Оксаной Бондаренко о культовых авто, Цое и сторис в инстаграме

Директриса Музея транспорта Москвы — об урбанистике и музеях будущего

СНОБ
Долгую жизнь объяснили подвижностью бабушек и дедушек и наоборот Долгую жизнь объяснили подвижностью бабушек и дедушек и наоборот

Именно физическая активность заставила людей медленнее стареть

N+1
Что посмотреть: 11 лучших фильмов про сны Что посмотреть: 11 лучших фильмов про сны

Раскрыть секрет происхождения сновидений берутся создатели кино

Playboy
Сама себе режиссер Сама себе режиссер

Карина Нигай – о том, как блогеры поменяли правила fashion-индустрии

Harper's Bazaar
Как построить личный бренд: 7 правил успеха Арнольда Шварценеггера Как построить личный бренд: 7 правил успеха Арнольда Шварценеггера

Чему ты можешь научиться у "железного Арни"

Playboy
Открыть в приложении