1) electron-hole droplet
电子-空穴液滴
2) electron hole
电子空穴
4) electron-hole core
电子空穴心
5) electron-vacancy
电子/空穴对
6) Electron-hole pairs
电子空穴对
补充资料:电子-空穴液滴
在足够低的温度下,锗和硅中高密度激子气凝聚,形成一种具有金属性的液滴。纯净半导体中一个电子被激发到导带以后,在价带中留下一个空穴(见固体的能带)。电子和空穴带有符号相反的等量电荷,由于它们之间的库仑作用而形成一个束缚的体系,称为激子(见固体中的元激发)。经过一段时间(称为寿命,在锗中约为10微秒)以后,电子和空穴复合而发光。激子的存在和它的结合能可由这个发光谱线来表征。在很低的温度下,用适当波长的强光照射半导体时,其中不断产生激子,它们同时还经历扩散和复合的过程,因而可在晶体中维持一个动态平衡,形成具有一定密度的激子"气体"。光照强度提高,激子密度随之提高。像真实气体一样,当温度低于一定临界值,密度超过某一临界值时,激子气凝聚,形成一种液体,从而降低整个系统的能量。
1966年美国的J.R.海恩斯首先发现硅晶体在极低温度下荧光光谱出现另一个宽峰,其波长比激子谱线波长稍长。两年后,苏联的Б.М.阿什宁等在类似条件下研究了锗晶体,观测到一种异乎寻常的电导跳跃。A.B.凯尔德什对这些现象作了解释,认为它们表征硅、锗晶体中高密度激子气发生凝聚,成为一种具有金属性的液体。在这种新型液体中,电子和空穴不再成对地束缚成激子,而是形成一种等离子体状态,命名为电子-空穴液滴。这是一种具有量子特性的液体,吸引了物理学界的注意,关于锗的研究工作最多,其次有硅、磷化镓等。
现在已经可以利用荧光光谱、光散射微波特性等实验测定这种液滴的大小、分布并估算液滴中所含电子-空穴对的数目。同时还研究了液滴的相图和成核、长大、衰变的动力学性质,以及当撤去激发源之后,液滴以电子-空穴复合的方式消失的过程。另外还研究了液滴在晶体中应力场的作用下会发生的漂移运动,以及液滴在磁场中和超声波场中的行为。
理论研究表明,高密度激子气凝聚成电子-空穴液滴时,半导体的复杂的能带结构以及多体的交换、关联等量子特性起重要作用。目前理论工作有关于电子-空穴液滴基态能量的计算,关于金属性凝聚态性质的理论以及液滴动力学性质的理论等。
现以锗为例,列出它的一些典型实验数据。用强激光激发在样品中可产生直径约1毫米左右的微滴云团,其中约含105个微滴。液相形成的临界温度Tc。约6.5K,临界密度nc。约为8×1016厘米-3。液滴直径平均约4×10-3毫米,约含2.5×107对电子和空穴。粒子密度2.4×1017厘米-3,平均间距100埃。激发源撤去后液滴约在40微秒后消失。实验还揭示锗晶体在不均匀应力下可以产生巨大的液滴,其直径约0.3毫米,寿命延长达10倍以上。附图是J.P.沃尔夫等用红外光导摄像管拍下的一个液滴的发光照片。
1966年美国的J.R.海恩斯首先发现硅晶体在极低温度下荧光光谱出现另一个宽峰,其波长比激子谱线波长稍长。两年后,苏联的Б.М.阿什宁等在类似条件下研究了锗晶体,观测到一种异乎寻常的电导跳跃。A.B.凯尔德什对这些现象作了解释,认为它们表征硅、锗晶体中高密度激子气发生凝聚,成为一种具有金属性的液体。在这种新型液体中,电子和空穴不再成对地束缚成激子,而是形成一种等离子体状态,命名为电子-空穴液滴。这是一种具有量子特性的液体,吸引了物理学界的注意,关于锗的研究工作最多,其次有硅、磷化镓等。
现在已经可以利用荧光光谱、光散射微波特性等实验测定这种液滴的大小、分布并估算液滴中所含电子-空穴对的数目。同时还研究了液滴的相图和成核、长大、衰变的动力学性质,以及当撤去激发源之后,液滴以电子-空穴复合的方式消失的过程。另外还研究了液滴在晶体中应力场的作用下会发生的漂移运动,以及液滴在磁场中和超声波场中的行为。
理论研究表明,高密度激子气凝聚成电子-空穴液滴时,半导体的复杂的能带结构以及多体的交换、关联等量子特性起重要作用。目前理论工作有关于电子-空穴液滴基态能量的计算,关于金属性凝聚态性质的理论以及液滴动力学性质的理论等。
现以锗为例,列出它的一些典型实验数据。用强激光激发在样品中可产生直径约1毫米左右的微滴云团,其中约含105个微滴。液相形成的临界温度Tc。约6.5K,临界密度nc。约为8×1016厘米-3。液滴直径平均约4×10-3毫米,约含2.5×107对电子和空穴。粒子密度2.4×1017厘米-3,平均间距100埃。激发源撤去后液滴约在40微秒后消失。实验还揭示锗晶体在不均匀应力下可以产生巨大的液滴,其直径约0.3毫米,寿命延长达10倍以上。附图是J.P.沃尔夫等用红外光导摄像管拍下的一个液滴的发光照片。
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参考词条