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文檔簡介

回旋共振2024/5/172回旋共振回旋共振實驗實驗?zāi)康?/p>

測量電子的有效質(zhì)量，以便采用理論與實驗相結(jié)合的方法推出半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)實驗原理

固定交變電磁場的頻率，改變磁感應(yīng)強度以觀測吸收現(xiàn)象。磁感應(yīng)強度約為零點幾T

實驗要求

樣品純度要高

一般在低溫下進(jìn)行

交變電磁場的頻率在微波甚至在紅外光范圍

這是為了能觀測出明顯的共振吸收峰

2024/5/173回旋共振半導(dǎo)體樣品置于均勻恒定磁場運動軌跡為螺旋線，圓周半徑為r，回旋頻率為2024/5/174回旋共振等能面的形狀與有效質(zhì)量密切相關(guān)

球形等能面

有效質(zhì)量各向同性，即只有一個有效質(zhì)量

橢球等能面

有效質(zhì)量各向異性，即：在不同的波矢方向?qū)?yīng)不同的有效質(zhì)量2024/5/175回旋共振等能面為球面半導(dǎo)體樣品置于均勻恒定磁場中，回旋頻率為以電磁波通過半導(dǎo)體樣品，交變電場頻率等于回旋頻率時，發(fā)生共振吸收測出頻率和電磁感應(yīng)強度便可得到mn*2024/5/176回旋共振等能面為橢球（有效質(zhì)量各向異性）電子受力電子運動方程2024/5/177回旋共振電子做周期性運動，取試解代入(1－50)式得2024/5/178回旋共振要使有異于零的解，系數(shù)行列式必須為零，即：回旋頻率為式中2024/5/179硅的導(dǎo)帶結(jié)構(gòu)通過改變磁場方向，回旋共振實驗可以得到一系列m*，進(jìn)而可以求出mx*，my*，mz*一個磁場方向應(yīng)該只對應(yīng)一個吸收峰kxkykzBαβγ2024/5/1710Si的回旋共振結(jié)果 1)若B沿[111]方向，只有一個吸收峰 2)若B沿[110]方向，有2個吸收峰 3)若B沿[100]方向，有2個吸收峰 4)若B沿任意方向，有3吸收峰2024/5/1711根據(jù)以上結(jié)果,可以假設(shè):1)導(dǎo)帶最小值不在k空間原點,在[100]方向上,即是沿[100]方向的旋轉(zhuǎn)橢球面2)根據(jù)硅晶體立方對稱性的要求,也必有同樣的能量在方向上3)如圖l-22所示,共有六個旋轉(zhuǎn)橢球等能面,電子主要分布在這些極值附近1234562024/5/1712123456磁場B的方向是參照真實晶體空間面心立方的倒點陣也是體心立方對于正交晶系，正倒點陣的坐標(biāo)方向一致磁場B的方向也可

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