Магнитооптические осцилляции в висмуте

• Автор: Токарев, Вячеслав Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Елец
• Количество страниц: 183 с. : ил.

ГЛАВА 1 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ

ИССЛЕДОВАНИЯ ВИСМУТА В МАГНИТНОМ ПОЛЕ 15 § 1Л. Энергетическая структура полуметалла висмута

§1.2. Исследования вида закона дисперсии носителей

заряда в висмуте

§1.3. Исследования угловых зависимостей

гальваномагнитных и магнитооптических осцилляций

§ 1.4. Методика магнитооптического эксперимента

Выводы к главе 1

ГЛАВА 2 МЕТОДИКА АНАЛИЗА РЕЗУЛЬТАТОВ

МАГНИТООПТИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

§2.1. Электромагнитные процессы в планарном волноводе

§2.2. Алгоритм расчёта высокочастотной диэлектрической
проницаемости стенок планарного волновода
Выводы к главе 2
ГЛАВА 3 ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ПЛАНАРНОМ ВОЛНОВОДЕ ИЗ ВИСМУТА
§3.1. Определение параметров, характеризующих
электромагнитные процессы в планарном волноводе
§3.2. Особенности взаимодействия излучения с материалом стенок волновода в области межзонных переходов
§3.3. Геометрические оценки параметров поверхностной

электромагнитной волны
Выводы к главе 3
ГЛАВА 4 УГЛОВЫЕ ЗАВИСИМОСТИ МАГНИТООПТИЧЕСКИХ ОСЦИЛЛЯЦИЙ ДЛЯ МЕЖЗОННЫХ ПЕРЕХОДОВ В ВОЛНОВОДЕ ИЗ ВИСМУТА
§4.1. Рассеяние «горячих» электронов в условиях магнитного
квантования
§4.2. Магнитооптические осцилляции в базисной плоскости 111 §4.3. Магнитооптические осцилляции в
бинарно-тригональной плоскости
§4.4. Магнитооптические осцилляции в бинарной плоскости 133 Выводы к главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
Актуальность работы. Висмут характеризуется малой концентрацией свободных электронов, наличием узкой запрещённой зоны в точке Ь зоны Бриллюэна и малыми эффективными массами носителей заряда. Поэтому полуметалл висмут и сплавы висмут-сурьма сыграли и продолжают играть важную роль в физике твердого тела как модельные материалы, исследования на которых привели к открытию многих новых физических эффектов, а также обеспечили установление и экспериментальную проверку фундаментальных закономерностей физики твердого тела [91].
Из-за наличия нескольких эквивалентных экстремумов, в которых сосредоточены электроны зоны проводимости и зоны тяжёлых дырок интерпретация результатов гальваномагнитных, термоэлектрических и оптических экспериментов в диапазоне от температуры кипения жидкого азота до комнатной представляется затруднительной.
Именно поэтому, наиболее точные результаты по исследованию электронного энергетического спектра висмута и сплавов висмут-сурьма получены при температуре кипения жидкого гелия и менее, когда возможны исследования квантовыми осцилляционными методами [101]. Квантовые осцилляционные методы исследования электронного энергетического спектра являются наиболее информативными, однако интерпретация их сложна [100].
Магнитооптические осцилляции, являющиеся следствием межзон-ных переходов носителей заряда, являются единственным квантовым эффектом, наблюдающимся в диапазоне от низких температур до комнатной. Поэтому изучение динамики и особенностей магнитооптических квантовых осцилляционных явлений представляет значительный самостоятельный интерес.

ф]’+ е'!'М
•д'у (в)ехр {-Чу (В)1, dxdz

Е'Щ
М4’ +ЕЩ
2 Чу
д’ (0)ехр{2дя{0)^фск
[ $И [о.'п (В )0 .чпо~/1(В)01 1 ф) а;(в) 1 •[Е'Ф]1 X
[^//{а:(о)£>} 5(>г{а"(0)О}| 1 <(о) Я'М 1 е'!'л 1<х
к , да дат
я',{в)

-ехр{л[д;(В)-ф)1 (2.1.66)
,кИ’ I
7 к(»)
Поступая аналогично выше написанному для случая, когда Еу - нечётная, Ех,Е2 - чётные функции г, находим выражение для 5^:
^ _ ск(2а'0г)+ соз(2а"г)
Ио°>
х Ке

ег: 2
кг: 2
д'уехр{2д”уЬ),
(2.1.67)
Выражение для Т(В) приобретает вид: