Плазма твёрдых тел
Определение «Плазма твёрдых тел» по БСЭ:
Плазма твёрдых тел - условный физический термин, означающий совокупность подвижных заряженных частиц в твёрдых проводниках (электронов проводимости в металлах или электронов и дырок в полупроводниках) в таких условиях, когда их свойства близки к свойствам плазмы (см. рис.). Например, под воздействием высокочастотного электромагнитного поля, частота которого ω значительно больше, чем частота столкновений электронов, коллективные (плазменные) эффекты играют в свойствах проводников большую роль, чем столкновения электронов друг с другом, с Фононами, примесями и др. дефектами в кристаллах.
Это позволяет перенести представления, созданные при исследовании плазмы, в физику твёрдого тела. Главное отличие П. т. т. от газовой плазмы - значительно большая концентрация n заряженных частиц. В газовой плазме п ∼ 1012 см−3, в металлах n ∼ 1022-1023 см−3, в полупроводниках n ∼1015 - 1017 см−3. Это приводит к различию всех характеристик П. т. т. и газовой плазмы. Например, плазменная частота (частота собственных колебаний плазмы, см. Плазмон) пропорциональна
√n, поэтому она для П. т. т. существенно больше, чем для газовой плазмы. Особенностью П. т. т. является то, что она может быть заряженной. Плазменные эффекты в твёрдых телах (особенно в полупроводниках) используются для создания приборов высокочастотной техники.
Лит.: Бауэрс Р., Плазма в твердых телах, в сборнике: Физика твердого тела. Электронные свойства твердых тел, пер. с англ., М., 1972. См. также лит. при ст. Твёрдое тело.
М. И. Каганов.
Схематическое изображение: вверху - газовой плазмы; в центре - электронной плазмы в металле; внизу - электронно-дырочной плазмы в полупроводнике. Заштрихованные частицы - нейтральные атомы; чёрные кружочки - подвижные электроны; большие белые кружочки со знаком плюс - ионы, маленькие - дырки проводимости.
Плагиотропизм
Плазма твёрдых тел
Плазмалемма
