回旋共振.ppt

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1、回旋共振：回旋共振：将一块半导体置于均匀恒定的磁场中，设磁将一块半导体置于均匀恒定的磁场中，设磁感应强度为感应强度为 ，半导体中电子初速度为，半导体中电子初速度为 ,磁场力的大小为：磁场力的大小为：电子在恒定磁电子在恒定磁场中的运动场中的运动为为v在垂直于在垂直于B的平面内的投影，的平面内的投影，磁场力的方向垂直于磁场力的方向垂直于v与与B所组成的平面。所组成的平面。则：电子在垂直于则：电子在垂直于B的平面内作圆周运动；同的平面内作圆周运动；同时以速度时以速度 作匀速运动，运动轨作匀速运动，运动轨迹为一螺旋线。迹为一螺旋线。若等能面为球面，即若等能面为球面，即 ，则：则：一般情形：若等能面为椭

2、球面，则有效质量是各向异性的，一般情形：若等能面为椭球面，则有效质量是各向异性的，运动方程为：运动方程为：由于电子将以频率由于电子将以频率 作圆周运动，设作圆周运动，设即：即：代入上面方程组，有：代入上面方程组，有：即：即：则有两个解：则有两个解：电子平行于磁场方向匀速运动。电子平行于磁场方向匀速运动。运动方程是线性齐次的，因此，一般情况下为以上两种运动的运动方程是线性齐次的，因此，一般情况下为以上两种运动的叠加，即为绕磁场的螺旋运动。叠加，即为绕磁场的螺旋运动。为旋转角频率。为旋转角频率。设磁场强度设磁场强度B与能量椭球三个主轴间的方向余弦分别为：与能量椭球三个主轴间的方向余弦分别为：回旋共

3、振实验中，除了在半导体样品上加一恒定回旋共振实验中，除了在半导体样品上加一恒定磁场外，还要再施加一交变电磁场，并让电分量磁场外，还要再施加一交变电磁场，并让电分量E垂直于磁场。则电子一方面绕磁场作螺旋运动，垂直于磁场。则电子一方面绕磁场作螺旋运动，另一方面又受到交变电磁场作用，当电磁场的频另一方面又受到交变电磁场作用，当电磁场的频率与电子的回旋频率相同时，它们将不断被交变率与电子的回旋频率相同时，它们将不断被交变电场加速，从而获得能量，引起共振吸收。电场加速，从而获得能量，引起共振吸收。通过测定共振吸收时的电磁场的频率和磁感应强度通过测定共振吸收时的电磁场的频率和磁感应强度B，就可以，就可以求得有效质量求得有效质量Mn*。通过改变。通过改变B的方向，测量共振吸收峰的个的方向，测量共振吸收峰的个数和位置变化，还可以确定能带极值在布里渊区中的分布，以数和位置变化，还可以确定能带极值在布里渊区中的分布，以及等能面形状。及等能面形状。