Sunday, July 13, 2014

连续的周期性正弦波在频域里变成了一个点频一样。

连续的周期性正弦波在频域里变成了一个点频一样。


震动的一种表现形式
电子在晶格中的运动会受声子影响:hand:
声子是一种准粒子,是晶格振动的一种集体表现形式。声子的数目受温度的影响很大,温度越高声子数目越多,对应的晶格振动越剧烈。金属的准自由电子在运动时会和声子产生散射的效应,阻碍电子的定向移动,这是产生金属电阻的主要原因。在低温下声子的数目较少,对应的电声散射相互作用就越弱,则电阻率就相对较低;在温度较高时,电声相互作用越强,对应电阻率就越大,这就是为什么金属的电阻率随着温度的升高而升高的原因。声子分为光学支声子和声学支声子,光学支声子和光的长波进行耦合会影响材料对于光的透明度。
呵呵,声子的概念教科书上都有,楼上的虫友也作了说明。
其实,我们不用背书,也可以理解其物理意义。晶体材料中的电子或其他粒子(下面以电子为例)的运动受其他粒子的势场和外加势场的影响,微观粒子遵循量子力学。同时晶体的晶格具有周期性,周期性的东西可以用傅立叶变换来分析,只不过自变量不是时间,而是三维空间变量,倒格子空间就是晶格傅立叶变换,相当于空间频域。电子能级在倒格子空间中的分布实际是空间“频谱”,周期性的晶格之运动在倒格子空间中则变成了一个粒子(即声子),就象连续的周期性正弦波在频域里变成了一个点频一样。好了,现在可以理解电子与晶格振动的能量交换可以用声子来处理了。
比如,单晶硅是很好半导体材料,但它的发光效率不高,这是因为硅材料中的电子从高能级跃迁到低能级时,还必须吸收或放出一个声子,即电子必须要与晶格发生能量交换后,才能放出光子。而因为吸收或放出一个声子,使得这个过程效率降低了,而砷化镓材料的电子从高能级跃迁到低能级时,不与晶格发生能量交换,直接把能量差以光子的形式放出来,所以,砷化镓是较好的光电子材料

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