Tuesday, May 26, 2015

固体物理里面喜欢将一群粒子的集体运动或者性质的变化看成是一个整体的运动或者性质的变化， 然后考虑这个整体的能级 从而引入准粒子 比如晶格振动（声子） 一群电子的自旋按照方向而逐渐排列形成的自旋波（spinon） 库伦作用带来的晶格畸变（极化子） 所以准粒子只有概念和数学上面的意义

对于空穴的疑问

作者: alansia (站内联系TA)    发布: 2013-12-11
1）空穴导电本质上是不是电子导电？ 一个能级上缺少一个电子  可以看作存在一个空穴  然后一个电子过来填充这个空穴  导致这个电子原来占据的地方变成了空穴  这就是空穴导电的过程吧  电子移动得慢  看成空穴在移动  不像在金属中  电子移动得相当自由 
2）空穴具有负的有效质量？
3）空穴的自旋是不是指原来占据这个空穴的那个电子的自旋？或者说空穴的自旋和 与空穴占据同一能级的电子的自旋 相反？ 因为空穴是针对共价键而言  也就是一个能级上本来有两个自旋相反的电子  自旋向上的电子被激发走了，这时剩下自旋朝下的电子占据那个能级。如果这个电子的自旋不变，那么这个能级上的空穴是不是自旋向上？
4）关于激子Exciton   exciton是 一个电子跟一个空穴(或者说一个带正点的离子)由于库伦吸引作用相互结合在一起 ，但是这个电子还没有填充这个空穴 
如果我们说三重态（triplet）的exciton     是不是就是说组成exciton的电子的自旋和空穴自旋方向相同，也就是这个电子自旋和占据空穴那个能级的电子自旋相反？
如果我们说单重态（singlet）的exciton     是不是就是说组成exciton的电子的自旋和空穴自旋方向相反，也就是这个电子自旋和占据空穴那个能级的电子自旋相同？
根据pauli排斥原理，三重态的exciton比单重态的exciton更加稳定或者更加趋向于，能级更低一点。这正好与电子对的情况相反（三重态能级更高一点）。是不是这样的？
搭车同问，楼主问出了好多长年困扰我的问题
空穴处于能带顶，这样的话我们可以看到dE/dx<0，从比较简单的话来说就是更高的能量会运动的更慢，与传统的粒子不一样。我们称他的有效质量是负的。
其他的，搭车同问
2楼: Originally posted by wzq91 at 2013-12-12 08:08:28
搭车同问，楼主问出了好多长年困扰我的问题
关于空穴的自旋，我咨询了下同事，看了些文献。
空穴的自旋与 原来占据其位置的 电子的自旋相反。
三重态激子的电子和空穴自旋之和为1，两者的自旋分布有三种情况；
单重态激子的电子和空穴自旋之和为0，两者的自旋分布有一种情况。
三重态激子比单重态的能量要低一点(对于同一个激子系统来说)，是因为空穴和电子之间的交换作用使得系统更加稳定，而要维持单重态激子不结合，需要高一点的能量。而三重态的电子对因为两个电子不得不分布在两个能级，所以体系能级比单重态电子对更加高一点。
4楼: Originally posted by alansia at 2013-12-14 17:17:10
关于空穴的自旋，我咨询了下同事，看了些文献。
空穴的自旋与 原来占据其位置的 电子的自旋相反。
三重态激子的电子和空穴自旋之和为1，两者的自旋分布有三种情况；
单重态激子的电子和空穴自旋之和为0，两者 ...
楼主你好，我看了看你的回复，我还是有点不太理解。还请指点
1：激子是空穴和电子形成的一个复合的粒子，他是不是也有能级？
2：三重态激子和我们说的T1的电子态有什么不同和区别？单重态激子和S1能级有什么区别？
3：空穴可以看成一个自旋和电子自旋相反，电量相反，的费米子吗？
4：我刚刚开始做电致发光，电致发光里面就是空穴和电子符合形成激子，激子退激发发光。所以，今天老板问起来，激子的能级和咱们说的s1能级以及t1能级有什么区别的时候，我就傻了，啥也不知道。还请楼主赐教。谢谢楼主
5楼: Originally posted by 小范范1989 at 2014-10-11 16:26:46
楼主你好，我看了看你的回复，我还是有点不太理解。还请指点
1：激子是空穴和电子形成的一个复合的粒子，他是不是也有能级？
2：三重态激子和我们说的T1的电子态有什么不同和区别？单重态激子和S1能级有什么区别 ...
对  激子是一个准粒子  所以有一个能级（顺便说下，所有的粒子与准粒子都有能级 【固体物理里面喜欢将一群粒子的集体运动或者性质的变化看成是一个整体的运动或者性质的变化， 然后考虑这个整体的能级  从而引入准粒子  比如晶格振动（声子） 一群电子的自旋按照方向而逐渐排列形成的自旋波（spinon）  库伦作用带来的晶格畸变（极化子）  所以准粒子只有概念和数学上面的意义  为了讨论问题和计算的方便   而实际的物理图像  则是涉及到标准模型里面的粒子及其性质的运动和变化   所以空穴导电本质上还是电子导电】
T1是三重态里面的第一激发态  也就是能量最低的三重态  也就是说还有能量更高的三重态 可以理解为形成三重态激子的电子所占据的能级更高
类似的  S1表示单重态里面的第一激发态  也就是能量最低的单重态   也就是说还有能量更高的单重态   可以理解为形成单重态激子的电子所占据的能级更高
10.1103/PhysRevLett.90.036601
10.1103/PhysRevB.68.094112
不过最关键的是  一定要区分电子能级 空穴能级 激子能级  这就好比受力分析时是拿一个质点作为对象还是几个质点构成的系统作为对象 
空穴是费米子 带正电  自旋和最近时刻占据那个空穴的电子的自旋相反  就好比一个物体原来电中性的  现在被电离了 也就是丢失了一个负电荷 那么就带正电  同样  一个能级原来两个电子占据着  自旋相反  一个自旋向上的电子被激发走了  形成空穴  那么空穴的自旋就向下
6楼: Originally posted by alansia at 2014-10-16 00:53:01
对  激子是一个准粒子  所以有一个能级（顺便说下，所有的粒子与准粒子都有能级 【固体物理里面喜欢将一群粒子的集体运动或者性质的变化看成是一个整体的运动或者性质的变化， 然后考虑这个整体的能级  从而引入准 ...
偶，你说的我仔细看了看，有很大的收获，
我还有一个问题，就是，为什么最低三重态能量比最低单重态能量低？根据洪特定则，我是知道的，我想从根本上知道，比如说，从交换能，库伦能这个角度来考虑。
谢谢你
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