Conference publications

Abstracts

XIII conference

Modeling of dynamics of electronic optical transitions in conditions of magnetic quantization

Kondakov O.V., Kartashov R.V.

399770 Yeles by Lipetsk province, street. Разина the house 21а, apartment 24

Адекватное описание квантового осцилляционного эксперимента представляет собой весьма трудоёмкую задачу. Это связано, прежде всего, со сложностью современ-ных моделей электронного энергетического спектра, а, именно они, достигают наи-больших успехов в объяснении экспериментальных результатов. Наиболее точной мо-делью электронного энергетического спектра полуметалла висмута и сплавов висмут-сурьма является модель Макклюра и Чоя. Она представляет собой полностью форма-лизованную физическую теорию, позволяющую исследовать величину спинового или орбитального расщепления, незеркальность электронного энергетического спектра, на-личие и величину расхождения с эллипсоидальным приближением формы поверхности Ферми и т.д. Однако точный учёт этих явлений требует знания матричных элементов оператора скорости, по крайней мере, во втором порядке квантовомеханической тео-рии возмущений. Расчёт матричных элементов оператора скорости проводился мето-дами квантовой теории поля. Исходным являлось уравнение Дирака. Рассчитаны мат-ричные элементы оператора скорости в первом порядке теории возмущений. Эти ре-зультаты позволяют описать форму экспериментальной линии магнитооптического эксперимента в области межзонных переходов электронов на уровнях Ландау валент-ной зоны и зоны проводимости.

Необходимость расчёта матричных элементов скорости во втором порядке тео-рии возмущений определяется экспериментально обнаруженным взаимодействием нижнего уровня Ландау зоны проводимости и верхним (по шкале энергий) уровнем Ландау валентной зоны. Это приводит к тому, что волновые функции электронов ва-лентной зоны и зоны проводимости смешиваются, что приводит к нарушению правил отбора для оптических межзонных и внутризонных переходов электронов на уровнях Ландау валентной зоны и зоны проводимости. До настоящей работы анализ магнито-оптических спектров в ультраквантовом пределе магнитного поля проводился только в рамках модифицированной модели Бараффа, которая представляет собой модель элек-тронного энергетического спектра в приближении тензора эффективных масс. Однако модифицированная модель Бараффа имеет ряд недостатков, которые вскрылись в ре-зультате анализа экспериментальных данных. К ним относится предположение о зер-кальности электронного энергетического спектра, отсутствие учёта членов закона дис-персии с 3 и 4 порядком по волновому вектору и т.д. Полученные результаты позволят ответить на многие вопросы, которые возникли при моделировании эксперименталь-ных данных в рамках модифицированной модели Бараффа.