Plazma tebranishlari, shuningdek Langmuir to'lqinlari (Irving Langmuirdan keyin) deb ham ataladi, bu ultrabinafsha mintaqadagi plazma yoki metallar kabi Supero'tkazuvchilar muhitda elektron zichligining tez tebranishlari

Plazma tebranishlari, shuningdek Langmuir to'lqinlari (Irving Langmuirdan keyin) deb ham ataladi, bu ultrabinafsha mintaqadagi plazma yoki metallar kabi Supero'tkazuvchilar muhitda elektron zichligining tez tebranishlari. Tebranishlarni erkin elektron gazining dielektrik konstantasining beqarorligi deb ta'riflash mumkin. Chastotani tebranishlarning to'lqin uzunligiga zaif bog'liq. Ushbu tebranishlarni kvantlash natijasida kvazipartikula plazmonlardir.

Langmuir to'lqinlari 20-asrning 20-yillarida amerikalik fiziklar Irving Langmuir va Levi Tonks tomonidan kashf etilgan. Ular shakli bo'yicha statik muhitda tortishish beqarorligidan kelib chiqadigan jinsi beqarorlik to'lqinlariga parallel.

Muvozanatli ionlar va manfiy zaryadlangan elektronlar gazidan tashkil topgan muvozanatdagi elektr neytral plazmani ko'rib chiqing. Agar elektron yoki elektronlar guruhi ionlarga nisbatan qisqa masofada siljigan bo'lsa, Coulomb kuchi elektronlarni orqaga qaytaradi va qaytaruvchi kuch vazifasini bajaradi.

Qattiq jismlarning plazmasi, ularning xususiyatlari plazmadagi xususiyatlariga yaqin bo'lgan sharoitda qattiq o'tkazgichlarda (metallarda o'tkazuvchanlik elektronlari yoki elektronlar va yarimo'tkazgichlarda teshiklar) harakatlanadigan zaryadlangan zarralar to'plamini anglatuvchi an'anaviy fizik atama (rasmga qarang). Masalan, w chastotasi elektronlarning to'qnashuv chastotasidan ancha yuqori bo'lgan yuqori chastotali elektromagnit maydon ta'sirida, kollektiv (plazma) effektlar Supero'tkazuvchilar xususiyatlarida elektronlarning o'zaro to'qnashuvlariga, fononlar, aralashmalar va boshqa nuqsonlar bilan to'qnashuviga qaraganda katta rol o'ynaydi.

Bu sizga plazmani o'rganishda yaratilgan tushunchalarni qattiq jismlar fizikasiga o'tkazishga imkon beradi. P.T.T.ning gaz plazmasidan asosiy farqi - n zaryadlangan zarrachalarning sezilarli darajada yuqori konsentratsiyasi. Gaz plazmasida n ~ 1012 sm-3, metallarda n ~ 1022-1023 sm-3, yarim o'tkazgichlarda n ~ 1015 - 1017 sm-3. Bu P. t. Va gaz plazmasining barcha xususiyatlarining farqiga olib keladi. Masalan, plazma chastotasi (plazmaning tabiiy tebranishlarining chastotasi, Plazmonaga qarang) Ön bilan mutanosib, shuning uchun u P.T.T uchun gaz plazmasiga qaraganda ancha yuqori. P. t. T.ning xususiyati shundaki, uni zaryadlash mumkin. Qattiq moddalardagi plazma effektlari (ayniqsa yarimo'tkazgichlarda) yuqori chastotali qurilmalarni yaratish uchun ishlatiladi.

SOLID Jismlarning PLAZMASI - Coulomb kuchlari yordamida o'zaro aloqada bo'lgan elektr uzatishda ishtirok etadigan mobil zaryad tashuvchilar to'plami. Ushbu kuchlar, qoida tariqasida, o'z-o'ziga mos keladigan elektron magnitlanganlar yordamida tasvirlanadi. maydonlar, zaryad harakatining kollektiv xususiyatiga olib keladi. zarralar - asosiy. plazma belgisi. Gaz plazmasidan farqli o'laroq, kesmaning barcha tarkibiy qismlari (elektronlar, ionlar, neytral atomlar) harakatchan, qattiq jismni tashkil etuvchi ionlar va atomlar, muvozanat holatiga nisbatan faqat kichik tebranishlarni bajaradi va P. t hosil qiluvchi mobil zaryad tashuvchilar sifatida. ya'ni elektronlarning faqat ma'lum bir qismi paydo bo'ladi.

Ikkinchisi o'z-o'ziga mos ravishda harakat qilmoqda. sharoitda maydon, birinchi navbatda, kristalli atomlar (ionlar) bilan kuchli ta'sir o'tkazish. ularning energetikasini shakllantiradigan panjara. spektr (qarang. Band nazariyasi), ikkinchidan, iflosliklar va kristall nuqsonlar bilan to'qnashuv. panjara va uning tebranishlari bilan. Ushbu to'qnashuvlar gaz plazmasida bo'lmagan P. t. T. hayajonlarini yumshatish uchun kuchli kanal bo'lib xizmat qiladi


Doktor farqi yarimo'tkazgichlar va yarim o'lchovlardagi zaryad tashuvchilarning yuqori kontsentratsiyasida (1015-1019 sm-3 yarimo'tkazgichlarda va 1022-1023 sm-3 metallarda). Gaz plazmasi, xuddi gaz plazmasi singari, qarama-qarshi belgilar zaryadlarining kompensatsiyasi tufayli o'rtacha neytraldir; elektr zichligi vaqtincha tebranishi tufayli. Unda elektronlarning zaryadlari, plazmasi yoki Langmuir tebranishlari paydo bo'ladi, ularning chastotasi (juda uzun to'lqinlar uchun) f qatlami bilan aniqlanadi (qarang: Plazmadagi to'lqinlar :) Bu erda e - elektron zaryad, n - zaryad tashuvchilarning kontsentratsiyasi, m - ularning massasi, 15049-9.jpg - diolektrik. muhitning o'tkazuvchanligi.

Agar statsionar tashqi zaryadlarning kiritilishi bilan P. t. T. ning elektron neytralligi buzilsa, u holda ularning elektr. maydon ushbu maydonni tekshirishni ta'minlaydigan mobil to'lovlarni yo'q qiladi. Xarakterli bo'shliqlar. maydonning eksponensial parchalanish ko'lami deb ataluvchi tomonidan berilgan. skrining uzunligi 15049-10.jpg, bu plazmadagi tebranishlar davrida tashuvchilarning o'rtacha erkin yo'liga teng (kattaligi bo'yicha):

Degenerativ bo'lmagan plazmada skrining uzunligi deyiladi. Debye ekranlash radiusi


Bu erda Tn - zaryad tashuvchilarning stavkasi. Degenerativ plazmada skrining uzunligi (Tomas - Fermi radiusi) f qatlami bilan aniqlanadibu erda 15049-15.jpg energiya fermasi. Darhaqiqat, 15049-16.jpg masofalarda, 15049-17.jpg potentsialining eksponensial parchalanishi so'zda bilan almashtiriladi. 15049-18.jpg qonuni bo'yicha parchalanadigan Fridel tebranishlari, bu erda PF - elektronlarning Fermi impulsi.

Qattiq jismlarning boshqa hayajonlangan holatlarida bo'lgani kabi (fononlar, magnonlar, eksitonlar va boshqalar) elektronlarning plazma tebranishini tavsiflaganda kvazipartula chaqiriladi. plazmon, energiyasi 15049-19.jpg va impuls 15049-20.jpg, bu erda q to'lqin vektori.

O'zgaruvchan elektrga P. t. T. ning javobi. maydon maydonning chastotasiga va uning q15049-22.jpg chastotasiga qarab dielektrik konstantasi bilan tavsiflanadi. 15049-23.jpg chekli to'lqin uzunliklari uchun plazma tebranishlarining tarqalish qonuni 15049-24.jpg holatidan aniqlanadi, xususan, f-kristallar (1 - 4 ) taxminiy iboralarga amal qiling