Azbel-Kaner syklotroniresonanssi

Azbel-Kanerin syklotroniresonanssi (CR) [1] on metallissa olevan suurtaajuisen sähkömagneettisen kentän energian resonanssiabsorptio taajuuksilla , jotka ovat moninkertaisia elektronin taajuuden kanssa magneettikentässä elektronien moninkertaisesta synkronisesta kiihtyvyydestä johtuen. ihokerroksessa sijaitsevassa kiertoradan segmentissä [2] . Teoreettisesti M. Ya. Azbel ja E. A. Kaner ennustivat sen vuonna 1956 [3] Se on tieteellinen löytö, joka on rekisteröity Neuvostoliiton valtion löytörekisteriin nro 45 ja etusijalla 31. tammikuuta 1956. $\omega$ $\omega_{c}$

Elektronien jaksoittainen synkroninen kiihtyvyys kapeassa ihokerroksessa muistuttaa elektronien kiihtymistä suurtaajuisen sähkökentän vaikutuksesta syklotronien välisissä raoissa . Analogia syklotronin toimintaperiaatteen kanssa määritti resonanssin nimen - syklotroniresonanssi. [neljä]

Azbel-Kaner CR tulisi erottaa Ya. G. Dorfmanin [6] ja R. B. Dinglen [7] ennustamasta syklotroniresonanssista (tai, kuten löydön tekijät sitä kutsuivat, "diamagneettisesta resonanssista" [5] ) . jatkuvaan magneettikenttään ja sitä vastaan kohtisuorassa olevan ympyräpolarisoidun sähkömagneettisen aallon kenttään asetettu puolijohde , jonka sähkökenttää voidaan pitää yhtenäisenä varauksenkuljettajien alhaisen pitoisuuden vuoksi [8] . $\omega \backsim \omega _{c}$

Havaintoehdot

Azbel-Kaner CR havaitaan poikkeavan ihoilmiön olosuhteissa , kun korkeataajuisen kentän metalliin tunkeutumissyvyys (ihokerroksen syvyys) on huomattavasti pienempi kuin varauksenkuljettajien keskimääräinen vapaa reitti ja Larmorin säde. liikeradan pinnan suuntaisessa magneettikentässä tyydyttää epäyhtälön . Nämä olosuhteet edellyttävät resonanssin tarkkailua puhtaissa yksikidejohtimissa matalissa lämpötiloissa vahvoissa magneettikentissä. [neljä] $\delta$ $l$ $r_{H}$ $H$ $\delta \ll r_{H}\ll l$

Laadullinen selitys

Azbel-Kaner CR -havaintokokeen geometria on esitetty kuvassa 1. Pinnan suuntaisessa magneettikentässä on elektronien ryhmä (suljetulle Fermi-pinnalle), jonka kiertorata kulkee ihokerroksen läpi. Kun he toistuvasti palaavat tähän kerrokseen, vaikka he viettävät suurimman osan ajastaan sen ulkopuolella. Ihokerroksen sähkökenttä muuttuu ajan myötä taajuudella . Jos elektronin pyörimistaajuus on sama kuin kenttätaajuus, elektroni kiihtyy aallon sähkökentällä joka kerta, kun se tulee ihokerrokseen. Ilmeisesti sama tapahtuu, jos kenttätaajuus on syklotronitaajuuden kerrannainen , [4] . $r_{H}\ll l$ $\omega$ $\omega_{c}$ $\omega =n\omega _{c}$ $n=1,2,3...$

Syklotronitaajuus riippuu tehollisesta syklotronimassasta , jossa on Fermin pinnan leikkaus elektronin liikemäärän vakioarvon tason mukaan magneettikenttää pitkin , on Fermi-energia . Korkeataajuisen impedanssin ominaisuudet syntyvät taajuuksien ääriarvoissa , joille . Impedanssipiirteitä muodostavat myös elektronit lähellä Fermin pinnan elliptisiä vertailupisteitä, joissa elektronin nopeus on suunnattu magneettikenttää pitkin. Näissä pisteissä on Fermin pinnan Gaussin kaarevuus . [8] [4] ${{m}_{c}}={\frac {eH}{{{m}_{c}}c}}$ ${{m}_{c}}={\frac {1}{2\pi }}{\frac {\partial S}{\partial {{\varepsilon }_{F))))$ $S$ ${{p}_{H}}=const$ $\varepsilon _{F}$ $\omega =n{{\left({{\omega }_{c}}\right)}_{extr}}$ ${\frac {\partial {{\omega }_{c))}{\partial {{p}_{H))))=0$ $v_{F}$ ${{m}_{c}}={\frac {1}{v_{F}{\sqrt {K}}}}$ $K$

Muistiinpanot

↑ Ashcroft N., Mermin N. Kiinteän olomuodon fysiikka. Osa 1, Proc. korvaus. - M.: Mir, 1979. - 399 s.
↑ TIETEELLINEN KATSAUS UKRAINAN TUTKIMUKSISTA, KASVU JAKSI 1938-1990 (valtiorekisteröinti) Tiede ja innovaatio. 2008. T 4. Nro 5. S. 47
↑ Azbel M. I. , Kaner E. A . Metallien syklotroniresonanssin teoria // ZhETF . 1956_ _ T . 30. S. 811-814
↑ 1 2 3 4 Abrikosov A. A. Metallien teorian perusteet. - 2. painos, rev. ja ylimääräisiä - Moskova: Fizmatlit, 2009. - 600 s. - ISBN 978-5-9221-1097-6 .
↑ Ya. G. Dorfman, TERMILLÄ "CYCLOTRON RESONANCE", UFN LIX, 553, 1956.
↑ Ya. G. Dorfman, Johtoelektronien paramagneettinen ja diamagneettinen resonanssi. DAN SSSR 81, 765 (1951).
↑ R. B. Dingle, Jotkut metallien magneettiset ominaisuudet - III. Diamagneettinen resonanssi. Proc. Roy. soc. A 212, 38 (1952). https://doi.org/10.1098/rspa.1952.0064
↑ 1 2 I. M. Lifshits, M. Ya. Azbel, M. I. Kaganov . Metallien elektroniikkateoria. M.: Nauka, 1971. - 416 s.