Was ist eine Elektronen-/Lochtasche und welche Bedeutung hat sie? Ich versuche, das in den Kopf zu bekommen. Ich habe gelesen, was Ashcroft und Mermin zu diesem Thema zu sagen haben, aber es ist ein wenig verworren. Sie sprechen über die 1., 2., 3. usw. Brillouin-Zone (BZ) und zeigen dann, dass, wenn Sie den Radius der freien Elektronen-Fermisphäre (FS) vergrößern, Teile ihrer Oberfläche innerhalb bestimmter BZ liegen werden.
Von dort aus führen Sie diesen seltsamen Prozess aus, indem Sie die Teile des FS nehmen, die innerhalb der n-ten BZ liegen, und sie mit reziproken Vektoren übersetzen, sodass sie innerhalb der 1. BZ liegen. Es scheint, als ob (in dem Beispiel, in dem sie ein FCC-Metall verwenden) die "Elektronentaschen" aus der 4. BZ stammen, die in die erste übersetzt wird.
Ich verstehe, was sie tun, aber ich verstehe nicht wirklich, warum. Ich sehe auch nicht wirklich die Bedeutung der Taschen, aber ich sehe sie immer wieder in Zeitungen erwähnt. Ich habe einen Verdacht - stellen sie (reduzierte) BZs (dh nachdem Sie den entsprechenden Teil des n-ten BZ in den 1. BZ übersetzt haben) unterschiedliche Bänder (n = 1,2 usw.) dar und stellen die Elektronen- / Lochtaschen dar? das höchste Band?
Auch jede andere Erklärung wäre sehr willkommen.
Fermi-Taschen (oder Fermi-Flächen) sind Konturen der Fermi-Energie in der Brillouin-Zone. Abhängig von der wirksamen Masse von Quasiteilchen lassen sich die Fermitaschen in Elektronentaschen (ggf ) und Lochtaschen (ggf ).
Bei schwach wechselwirkenden Fermion-Systemen findet gemäß der Fermi-Flüssigkeitstheorie die gesamte Niederenergiephysik um die Fermi-Oberfläche herum statt. Wenn wir uns also die Form und Position der Fermi-Taschen in der Brillouin-Zone ansehen , können wir viele wichtige physikalische Eigenschaften des Fermi-Flüssigkeitssystems bestimmen. Lassen Sie mich dies anhand der folgenden zwei Beispiele verdeutlichen.
(1) Verschachtelungsinstabilität . Wenn eine Elektronentasche in der Brillouin-Zone durch einen Wellenvektor verschoben werden kann mit einer anderen Lochtasche zusammenfällt, dann unterliegt das System einer starken Verschachtelungsinstabilität und kann mit dem Ordnungsimpuls eine SDW/CDW-Ordnung entwickeln . Sie können also das Ordnungsmuster bestimmen, indem Sie einfach die Position der Elektronen-/Lochtaschen betrachten.
(2) Paarungsinstabilität . Die Paarungsinstabilität ist eine besondere Art der Verschachtelungsinstabilität zwischen der Tasche und ihrem eigenen Partikel-Loch-Konjugat (das immer perfekt verschachtelt ist), das direkt auf der Fermi-Oberfläche auftritt. Das Paarungsmuster ist also normalerweise sehr empfindlich für die Form der Fermi-Tasche. Um die meiste Energie aus dem Öffnen der Paarungslücke zu gewinnen, muss die Knotenlinie der Paarungsordnung normalerweise die Fermi-Taschen oder die Van-Hove-Singularitäten auf den Fermi-Taschen vermeiden. Dies hilft beim intuitiven Verstehen -Wellenpaarung in den Supraleitern auf Eisenbasis und der -Wellenpaarung in kupferbasierten Supraleitern.
Zusammenfassend hat die Fermi-Tasche eine große Bedeutung in der Fermi-Flüssigkeitstheorie. Viele niederenergetische physikalische Eigenschaften werden durch die Form und/oder Position der Fermi-Taschen bestimmt. Man kann verschiedene Instabilitäten und Ordnungstendenzen des Fermi-Flüssigkeitssystems intuitiv verstehen, indem man einfach die Fermi-Taschen betrachtet, ohne in viele detaillierte Berechnungen einzusteigen.
Everett Du