Угловые зависимости магнитооптических осцилляций в кристаллах висмута

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

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ ВИСМУТА В МАГНИТНОМ ПОЛЕ 15 §1.1. 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
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
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
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
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ.
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.

ГЛАВА
МЕТОДИКА АНАЛИЗА РЕЗУЛЬТАТОВ МАГНИТООПТИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
§2.1. Электромагнитные процессы в планарном волноводе
Наиболее правильным, хотя и наиболее сложным путем анализа результатов магнитооптического эксперимента является моделирование формы линии магнитооптического эксперимента, когда в результате применения той или иной модели удаётся в деталях восстановить полевой ход экспериментальной кривой [46, 55, 61, 62, 15].
Поэтому, прежде всего, стоит задача описания взаимодействия лазерного электромагнитного излучения, распространяющегося в зазоре между двумя трансляционно-симметричными половинками монокристалла висмута, находящегося в квантующем магнитном поле [33].
Рассмотрен общий случай вещества с тензором диэлектрической проницаемости £, все девять компонент, которого отличны от нуля [17]:
Оси координат направлены следующим образом: ось У - параллельно направлению распространения волны, ось Ъ - перпендикулярно стенкам полосковой линии (рис. 2.1.1). Планарный волновод (симметричная полосковая линия - СПЛ) помещён во внешнее магнитное поле, направленное вдоль оси У.
Уравнения Максвелла имеют вид:
(2.1.1)
(2.1.2)
(2.1.3)