Осциляції Шубнікова — де Гааза

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Осциляції Шубнікова-де Гааза - коливання магнетоопору виродженого електронного газу при зміні магнітного поля.

Фізична природа явища[ред.ред. код]

В магнітному полі електронний спектр квантується із виникненням рівнів Ландау, положення яких залежить від магнітного поля. Електропровідність виродженого електронного газу здійснюється в основному електронами, які мають енергію, близьку до рівня хімічного потенціалу (при нульовій температурі - рівня Фермі). Провідність пропорційна густині електронних станів на рівні хімічного потенціалу. Ця густина зростає щоразу, коли при зміні магнітного поля рівень Ландау збігається з рівнем хімічного потенціалу.

Коливання спостерігаються в сильних магнітних полях при низьких температурах.

Період коливань[ред.ред. код]

Період осциляцій визначається формулою

 - \frac{\Delta B}{B^2} = \Delta \left( \frac{1}{B} \right) = \frac{2\mu_B^*}{\mu} = \frac{e\hbar}{cm^* \mu} ,

де B - магнітна індукція,  \mu^*_B - магнетон Бора для носія заряду з врахуванням відмінності ефективної маси від маси електорона, e - заряд електрона,  \hbar - зведена стала Планка, c - швидкість світла,  \mu - хімічний потенціал. Оскільки хімічний потенціал залежить від густини носіїв заряду, від неї залежить також період осциляцій, що дає можливість визначити густину заряду в речовині.

Історія відкриття[ред.ред. код]

Осциляції були відкриті в 1930 році Вандером де Гаазом із Нідерландів і Левом Васильовичем Шубніковим для вісмуту з малою концентрацією домішок.

Використання[ред.ред. код]

Осциляції Шубнікова-де Гааза використовуються для визначення густини носіїв заряду в металі чи виродженому напівпровіднику.

З появою МДН- транзисторів на початку 60-х років цей ефект отримав надзвичайне поширення при дослідженні поведінки двовимірного електронного газу в сильних магнітних полях при гелієвих температурах. В 70-х роках цей ефект почали широко досліджувати на гетероструктурах. З кінця 70-х розпочалася епоха досліджень квантового ефекту Хола, а з початку 90-х - епоха досліджень квантової антиточки. Починаючи з 2004 року, після відкриття графену, метод осциляції Шубнікова-де Гааза інтенсивно використовуються для вивчення зонної структури цього новітнього матеріалу.

Дивіться також[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]



Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.