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alansia银虫 (小有名气)
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对于空穴的疑问 已有2人参与
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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？ |
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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2014-10-16 00:53:01
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1 你自己已经回答了 2 导带底空穴质量为负，价带顶为正 详细可以参见：http://gtwlx.jpkc.fudan.edu.cn/lec21.pdf 3 Holes can be thought of electrons with negative effective mass, and they DO have SPIN. It is mathematically more convenient to count "absence of electrons" rather than the nearly full bands - because valence bands of materials are typically full of electrons. But you could think of holes as particles, and there's nothing wrong with that. Ga Mn As is one material that has spin-polarized "holes" in it, so that can be a good example for you. But fundamentally, there's no difference between spin of an electron or an hole. It's the same thing. So I wouldn't even say they "can" have spin, instead they Do have spins but most of the time these are paired and no magnetic properties are observed . Reference https://www.physicsforums.com/threads/do-holes-have-spin.461032/ I must second that. Under some circumstances holes are also considered as very interesting for applications as they can have pretty long spin coherence times and there are many groups working on that, especially in nanostructures. See "Optical pumping of a single hole spin in a quantum dot" by Brian Gerardot et al., Nature 451, 441 (2008) and references therein, if you are interested in hole spins in nanostructures. Reference https://www.physicsforums.com/threads/do-holes-have-spin.461032/ 4 激子是波色子，可以观测波色爱因斯坦凝聚，不存在pauli不相容问题 |
9楼2015-11-24 19:47:26