Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

В теории полупроводимости есть понятие "дырки", это можно считать квазичастицами, или виртуальными? Обладают ли они спином, и каким?

Подчиняются "дырки" статистике Ферми, или Бозе?
ФизикаМатематикаНаука
Serge Zubov
Физика
  · 2,4 K
КФМН (физика тведого тела), сейчас пенсионер-инженер. Работал в ИФТТ, ЦКБ УП, ИФП (всё...  · 19 янв 2022
Уточним понятие "квазичастица" и "виртуальный".
Берем электрон в металле. Он почти свободный, электросопротивление маленькое, блестит и тд. Однако, как только вы начинаете уточнять свойства этого "свободного электронного газа", выясняется, что с ионами решетки он взаимодействует (а иначе и металла бы не было, он его "склеивает"). Поэтому и масса у него отличается от массы свободного электрона, и зонную картинку можно измерить (поверхность Ферми), и фазовые переходы (вплоть до металл-диэлектрик) имеют место быть.
Поэтому, чтобы упростить себе жизнь все взаимодействия запихивают в понятие "квазичастица".
Это не удинственный тип квазицастиц. Коллективные колебания решетки - квазичастица "фонон". И при комнатной температуре эл. сопротивление определяется рассеянием "квази"электронов на фононах (тоже квазичастицы). А еще есть магноны, экситоны ....
В хорошем металле зона проводимости ("верхняя") заполнена наполовину. Электрону есть куда переходить, меняя импульс. В диэлектриках зона заполнена, следующая пустая, между ними запрещённая зона. В полупроводниках зона почти заполнена (или почти пустая). Если почти заполнена, то вместо того, чтобы возиться с электронами, заменяем их "дырками", относительно немногочисленными разрешёнными, но не заполненными состояниями в зоне проводимости. Естественно заряд у них "+" и они такие же квазичастицы как и электроны, и статистика Ферми для них писана.
Вернёмся к металлам, но сверхпроводникам. Чтобы "сверхпроводить" им надо изменить спектр и даже статистику. Электроны (речь про простые сверхпроводники 1 рода) с противоимпульсами "комкуются" в пары. У пары спин целый. "Комкование" обеспечивает обмен ВИРТУАЛЬНЫМИ фононами. Они "ВИРТУАЛЬНЫ" в том смысле, что время их жизни настолько мало, что из принципа неопределённости энергия их больше, чем у "равновесных" фононов.
2 эксперта согласны
Наблюдаю за наблюдающими   · 12 янв 2022
С точки зрения практического применения ПП и расчетов параметров изделий - «дыры» как «носители зарядов и токов» , приемники характеристик электронов, кроме одной характеристики - заряда (энергии), те для «дырки•» применяем положительный. С «дырками» много проблем: - реальная модель намного сложнее, например туннелирование «дырки» - как описать? - тепловая энергия... Читать далее
Немного обо всём  · 10 июн 2023
Дырки в теории полупроводников - это не квазичастицы и не виртуальные частицы, а абстрактные объекты, которые описывают отсутствие электронов в зоне проводимости. В теории полупроводников электроны и дырки рассматриваются как неотъемлемые частицы кристаллической решетки, а не отдельные физические объекты. Дырки обладают эффективным положительным зарядом и могут... Читать далее