Was sind niedrig liegende Energieniveaus?

Ich lese über einige kanonische Transformationen des Hamilton-Operators (eines Systems, das aus einem Elektron besteht, das mit einem Ionengitter wechselwirkt) aufgrund von Tomanaga und Lee, Low und Pines. Eine der wichtigen Überlegungen sollte die Translationsinvarianz (Impulserhaltung) sein. In einem Artikel von Lee, Low und Pines ("Motion of Slow Electrons in a Polar Crystal", 1953) werden häufig niedrig liegende Energieniveaus erwähnt. Intuitiv würde ich gerne glauben, dass sie sich auf Energiezustände in der Nähe des Grundzustands beziehen, aber ich denke nicht, dass das ganz richtig ist.

Haben niedrig liegende Energieniveaus vielleicht mit der Energie des Elektrons mit kleinem Impuls zu tun? Der Titel der Arbeit von Lee, Low und Pines dreht sich immerhin um „Slow Electrons“.

Ich bin verwirrt. Etwas Aufklärung könnte hilfreich sein.

Antworten (1)

Lee, Low und Pines erwähnen „niedrig liegende Energiezustände des Systems ( P 2 / 2 M ω , Wo P ist der Gesamtimpuls des Systems, M ist die Masse des Elektrons, und ω ist die Frequenz der Gitterschwingungen).“ Also ja, einerseits sind diese Zustände „nah am Grundzustand“, andererseits haben sie Elektronen „mit kleinem Impuls“ im Leitungsband. Sie diskutieren Dielektrika, Soweit ich verstehen kann, ist das Leitungsband im Grundzustand leer, sodass Elektronen in den niedrig liegenden Energiezuständen einen geringen Impuls haben können (der Impuls dieser Elektronen ist im Vergleich zum Debye-Impuls gering und daher im Vergleich zu auch der Fermi-Impuls.)

Ich bin mir nicht sicher, was Debye- und Fermi-Impuls sind, aber ich denke, Ihre Antwort hilft bei der Intuition. Danke. -R
Vielleicht möchten Sie "Debye-Frequenz" und "Fermi-Energie" googeln. Die relevanten Impulse werden durch die Standardformeln definiert. Beispielsweise ist der Fermi-Impuls grob gesagt der größte Elektronenimpuls für den Grundzustand des Kristalls.