Экспериментальные Исследования Структуры Электронных Зон В Твердых Телах

Abstract

Огромный интерес к зонной структуре твердых тел, наблюдаемый и последние годы, возник благодаря совместным усилиям теоретиков, предпринявших расчет зонной структуры на основе общих принципов, и экспериментаторов, которые проводили широкие исследования электри-ческих, магнитных и оптических свойств монокристаллических и поли-кристаллических полупроводников и металлов. Несмотря на то, что тео-ретики достигли больших успехов в определении характера и природы энергетических зон, их возможности часто ограничены при точном коли-чественном решении этого вопроса. Тем не менее уже существующие резуль-таты теоретических работ сформировали очень полезное руководство для исследования экспериментальных результатов. Последние же дают мате-риал, который может быть использован для обновления и расширения теоретических расчетов. Такое взаимодействие теории и эксперимента было прекрасно продемонстрировано при решении вопроса о сложной структуре зон германия и кремния, а недавно антимонида индия и графита.В обзоре Германа 1 дан общий очерк достижений теоретических мето-дов в определении зонной структуры некоторых хорошо известных полу-проводников и металлов, а также успехов теории, применительно к харак-терным особенностям·, важным для оптических и электрических свойств. β настоящем обзоре рассматривается группа экспериментов, которые сыграли значительную роль в формировании нашего современного пред-ставления о зонной структуре многих материалов, представляющих инте-рес в настоящее время. В частности, здесь обсуждаются эксперименты по эффекту де Гааза-ван Альфена, циклотронному резонансу, гальвано-магнитному эффекту и инфракрасному поглощению. Исследования по циклотронному резонансу включают эксперименты на микроволнах и инфракрасных частотах. Эксперименты по инфракрасному поглоще-нию включают междузонные переходы и недавно открытый осциллятор-ный магнитоабсорбционный эффект в полупроводниках.Гальваномагпитные измерения, такие, как измерения эффекта Холла и сопротивления в магнитном поле, исторически явились первыми экспе-риментами, пролившими свет на природу зон в .металлах. Даже в настоя-щее время гальванохмагнитная техника остается очень полезным методом исследований. Из классических методов эффект де Гааза-ван Альфена является, вероятно, наиболее эффективным способом получения прямой ко-личественной информации о кривизне зон у поверхности Ферми в металлах. *) Ruvs. Modern I'liys. 30, 122 (1958). Пороши П. П. Захарчеля.