\[\newcommand{\dif}{\mathop{}\!\mathrm{d}}
\newcommand{\p}{\partial}\]
回旋共振
不同半导体材料,其能带结构不同,而且往往是各向异性的,不同波矢$k$方向,$E-k$ 关系不同。$E-k$ 关系对研究和理解半导体中的载流子行为很重要,然而理论上尚存在困难,所以要用“回旋共振实验”来测出 $E-k$ 关系。
等能面
$E(k)$ 为一定值时,对应许多不同的 $k=(k_x, k_y, k_z)$,将这些 $k$ 连接起来构成一个封闭面,称为等能面。
但在空间中,由于晶体的各向异性,不同波矢$k$方向,$E-k$ 关系不同,同时能带极值也不一定在 $k=0$ 处。我们设导带底为 $k_0$,$E(k_0)$,坐标轴为 $k_x, k_y, k_z$,我们定义:$m_x^*, m_y^*, m_z^*$ 为相应方向的导带底电子有效质量。我们在 $k_0$ 极值附近进行三维泰勒展开。
\[E(\vec{k})=E(\vec{k_0})+\frac{\p E}{\p \vec{k}}\Big\vert_{\vec{k}=\vec{k_0}}\cdot(\vec{k}-\vec{k_0})+\frac{\p^2 E}{\p \vec{k}^2}\Big\vert_{\vec{k}=\vec{k_0}}\cdot(\vec{k}-\vec{k_0})^2\]则我们有:
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