Шубникова - де Хааза эффект. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Шубникова - де Хааза эффект

Шубникова - де Хааза эффект - осциллирующая зависимость электропроводности кристалла от магн. поля. Ш.- де X. э. наблюдается в кристаллах, где электронный газ вырожден, в сильном магн. поле

при низких темп-pax

После открытия осцилляции электропроводности Л. В. Шубниковым и В. де Хаазом (W. de Haas) в кристалле Bi квантовые осцилляции кинетич. коэффициентов наблюдались во MH. металлах и вырожденных полупроводниках, напр. в InSb, GaSb, InAs (см. Квантовые осцилляции).

Причиной возникновения осцилляции является квантование орбитального движения носителей заряда в магн. поле. Если закон дисперсии

носителей заряда изотропен, то уровни энергии носителей в магн. поле H даются выражением

где n = 0, 1,2, ..., р_н - проекция импульса носителей заряда r на направление поля H, т - эффективная масса носителей,- циклотронная частота носителей. Осцилляции обусловлены периодически повторяющимися изменениями плотности состояний электроновна уровне Фермипри прохождении последовательных уровней. Плотность состояний носителейдостигает максимума вблизи значений

При увеличении H значениярастут пропорционально H, поочерёдно достигая уровня Ферми Величина сама зависит от поля. В отсутствие поля (H= 0) , где N - концентрация носителей заряда. Если магн. поля не очень сильные, так что то значение мало и величину можно считать постоянной. В случае самый нижний уровень (п=0) уже пересёк уровень Ферми и осциллирующая зависимость всех кинетич. коэф. от H сменяется монотонной зависимостью.

В слабых полях размытие уровней за счёт теплового движения и конечного времени релаксации приводит к уменьшению амплитуды осцилляции. Поэтому для наблюдения Ш.- де X. э. необходимо выполнение условий Эти неравенства показывают, что в невырожденных полупроводниках Ш.- де X. э. наблюдаться не может.

Во многих практически важных случаях величина осциллирующей добавки к электропроводности (при H = 0) даётся ф-лой

где Множители передявляются плавными, монотонными функциями H. При условии косинус даёт периодич. зависимость от H ^-1 с периодом

В случае анизотропного закона дисперсии ф-ла для периода осцилляции имеет вид

где S-площадь экстремального сечения фермы-поверхности плоскостью, перпендикулярной H.

Исследование Шубникова - де Хааза эффекта позволяет получить информацию об электронных свойствах металлов и вырожденных полупроводников. Измерение периода осцилляциидаёт величину концентрации носителей заряда, N при известном значении т. Значение т можно определить по температурной зависимости амплитуды осцилляции Ш.- де X. э. Зависимость амплитуды осцилляции от Я позволяет вычислить время релаксации носителей т. Учёт спина электрона приводит к более сложным зависимостям, в частности к расщеплению экстремумов осцилляции, что, в свою очередь, позволяет определить величину g-фактора носителей заряда.

Литература по

Цидильковский И. M., Зонная структура полупроводников, M., 1978; Аскеров Б. M., Электронные явления переноса в полупроводниках, M., 1985. И. П. Крылов.

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира