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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 基础物理 » 对于空穴的疑问
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alansia

银虫 (小有名气)

[求助] 对于空穴的疑问 已有2人参与

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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1楼 2013-12-12 01:51:52
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--八云--

专家顾问 (知名作家)

博览众家之长，终集百家之短
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
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人原本是不死的，后来他创造了死亡，故而人们歌颂他。
9楼2015-11-24 19:47:26
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wzq91

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
搭车同问，楼主问出了好多长年困扰我的问题

[ 发自小木虫客户端 ]
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君看化学人，苦逼无极限。朝离宿舍去，深夜复再见。抬头讲文献，低头做实验。女当男生使，男当牲口练。蚀液常沾手，毒气时扑面。数据若不好，重复无数遍。遥望实
2楼2013-12-12 08:08:28
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rogerdark

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
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
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May the force be with you
3楼2013-12-13 09:55:17
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alansia

银虫 (小有名气)
引用回帖:
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。
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4楼2013-12-14 17:17:10
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