Plasmons
Plasmons
Osilasi plasma di dalam logam adalah eksitasi longitudinal
secara bersama- sama pada konduksi elektron gas. Plasmon adalah
kuantum dari osilasi plasma; kita dapat membangkitkan plasmon
dengan melewati suatu elektron melalui logam tipis (gambar. 6 dan
7) atau dengan pemantulan elektron atau foton dari sebuah logam
tipis . Pengisian pasangan elektron dengan fluktuasi bidang
elektrostatik adalah dari plasma osilasi. Pemantulan atau transmisi
elektron akan ditunjukan pada kehilangan energi sama dengan
integral kelipatan dari energi plasmon.Percobaan eksitasi spectrum
untuk Al dan Mg ditampilkan dalam gambar. 8.A perbandingan
nilai-nilai yang diamati dan dihitung plasmon energi diberikan
dalam Tabel 2; Selanjutnya data diberikan dalam tinjauan oleh
Raether dan oleh Daniels.
Gambar 8 spektrum elektron kehilangan energi terpantulkan dari
lapisan tipis dari (a) aluminium dan (b) magnesium, energi elektron
utama dari 2020 cV. Kehilangan 12 puncak diamati di Al terbuat dari
kombinasi 10.3 dan 15.3 kerugian eV, mana kerugian 10.3 eV adalah
karena permukaan plasmon dan 15.3 eV kerugian ini disebabkan oleh
volume plasmons (Setelah C. J. Powell dan J. R. Swan.)
Penyaringan Elektrostatik (Electrostatic Screening)
Medan listrik muatan positif tersimpan di dalam elektron gas
jatuh dengan meningkatnya r lebih cepat daripada l/r, karena
elektron gas cenderung berkumpul di sekitarnya dengan demikian
untuk penyaringan muatan positif. Pemutaran statis dapat dijelaskan
dengan vektor gelombang e(0,K) fungsi statis dielektrik. Kami
mempertimbangkan respon dari elektron yang diterapkan pada bidang
elektrostatik eksternal. Kita mulai dengan gas yang sama dari isi
konsentrasi elektron noe yang melapiskan pada dasar muatan positif
dari konsentrasi noe. Membiarkan muatan positif bulat menjadi Cacat
mekanik untuk menghasilkan variasi sinusoidal kepadatan muatan
positif dalam arah x:
Untuk melangkah lebih jauh, kita perlu persamaan lain yang
berhubungan konsentrasi elektron dengan potensi elektrostatik. Kami
mengembangkan hubungan ini yang disebut dengan pendekatan
Thomas-Fermi. Pendekatan terdiri dengan asumsi bahwa potensi kimia
internal yang lokal dapat didefinisikan sebagai fungsi dari
elektron konsentrasi pada saat itu. Sekarang total potensi kimia
gas elektron konstan dalam kesetimbangan, independen dari posisi.
Di daerah mana ada kontribusi tidak ada elektrostatik untuk potensi
kimia yang dimiliki.
Figure 9. In thermal and diffusive equilibrium the chemical
potential is constant; to maintain itconstant we increme the
electron concentration in regions of space where the potential
energy islow, and we decrease the concentration where the potential
is high.
seperti di Fig. 10a. Pemutaran parameter k, didefinisikan oleh
(34). Eksponensial faktor mengurangi berbagai coulomb potensial.
Qlr potensi telanjang adalah Diperoleh pada membiarkan konsentrasi
chargc no 4 0, kemudian k,- + 0. Dalam batas vakum q(K) = 47rq
K2.
Perbandingan gambar 10a disaring dan diskrining coulomb potensi
muatan positif unit statis. Skrining panjang sejenisnya, terletak
sama dengan kesatuan. Statis disaring interaksi diambil dalam
pendekatan Thomas-Fermi, yang memegang wavevectors rendah q < k,
Perhitungan yang lebih lengkap dengan semua wavevectors, termasuk
menunjukkan osilasi spasial, disebut Friedel
osilasi,Pseudopotential Component U(0).
Dalam legenda untuk gambar 9.22b kami menyatakan hasil yang
penting dalam teori pseudopotential: "Sangat kecil k potensi
pendekatan-2/3 kali energi Fermi." Hasilnya, yang dikenal sebagai
disaring ion Iimit untuk logam, bisa saja berasal dari persamaan
(39). Ketika dikonversi ke energi potensial elektron biaya e dalam
logam valency z dengan tidak ada ion per satuan volume, komponen
energi potensial di k = 0 menjadi
Mott logam-Insulator transisi
Sebuah kristal yang terdiri dari satu atom hidrogen per sel
primitif harus selalu menjadi logam, menurut model
independen-elektron, karena akan selalu menjadi sebuah pita
setengah penuh energi yang dalam yang transportasi dapat
berlangsung. Kristal dengan satu molekul hidrogen per sel primitif
adalah hal yang berbeda, karena dua elektron dapat mengisi sebuah
pita. Pada satu pendekatan untuk masalah, kita mulai dalam keadaan
logam yang mana elektron konduksi melihat interaksi coulomb yang
disaring dari setiap proton:
Gambar 10.b semilog plot diamati "nol temperature" konduktivitas
(D) versus n konsentrasi untuk fosfor donor silikon. (Setelah T F.
Roscnbamii, CT al.)
