ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Инфракрасная оптика из "Электронная теория металлов" Нас в этом параграфе будет интересовать поведение металла при высоких частотах в условиях, когда наименьшим параметром размерности длины является у/ , т. е. [c.361] Условия (47.2) и (47.3) выполняются в инфракрасной области спектра, а для хороших металлов и при низких температурах вплоть до миллиметрового диапазона длин волн. Раздел физики металлов, изучающий поведение в диапазоне частот, ограниченных неравенствами (47.2) и (47.3), называют инфракрасной металлооптикой. [c.361] Оператор Ф учитывает ферми-жидкостную корреляцию в движении электронов (см. 40). Б газовом приближении Ф = 0. [c.361] Чисто мнимый импеданс описывает полное отражение электромагнитной волны от поверхности металла — коэффициент отражения равен единице. Металл в диапазоне частот, определенных неравенствами (47.2) и (47.3), очень напоминает электронную плазму. [c.362] К сожалению, симметричный тензор eik, компоненты которого могут быть измерены по сдвигу фазы волпы при отражении, может дать весьма малую информацию о корреляционной функции— основной характеристики ферми-жидкостного описания электронов проводимости. [c.362] Поглощение в инфракрасной оптике, описать которое можно, если учесть следующее приближение по обратной частоте, сущсствеипо зависит от конкретных механизмов взаимодействия электронов с примесями, с фононами и электронов друг с другом. Другими словами, поглощение электромагнитной энергии, существенно зависит от вида интеграла столкновений. Поскольку основной задачей настоящего изложения является рассмотрение эффектов, которые определяются энергетическим спектром электронов и не чувствительны к характеру столкновений, мы не будем подробно останавливаться на вычислении коэффициента поглощения в инфракрасной оптике, отсылая читателей к работам [108, 109]. Оценим лишь порядок величины поглощения в инфракрасной оптике. [c.362] Формулы (47.8) —(47,11) показывают, что в инфракрасной оптике зависимость поглощения от частоты, по видимому, обязана электрон-электронным столкновениям. Постоянное слагаемое в коэффициенте поглощения -не исчерпывается объемным поглощением. Столкновения электронов с границей металла (особенно сопровождающиеся диффузным рассеянием) приводят к поверхностному поглощению, которое можно связать с пространственной неоднородностью поля на расстоянии o с/ооо. [c.363] Повышение частоты, естественно, приводит к нарушению условия (47.3). Уже одно это (даже если абстрагироваться от внутреннего фотоэффекта) должно привести к существенному изменению высокочастотных характеристик металла. При со соо диэлектрическая постоянная металла положительна (в формуле (47.6) мы опустили диэлектрическую проницаемость ибнного остова, которая вдали от собственных частот ионов порядка единицы), в металле может распространяться электромагнитная волна. При этом (если пренебречь затуханием) реальная часть импеданса отлична от нуля, а мнимая отсутствует (Re =0 Im = 0). [c.364] Если поверхность Ферми является самопересекающейся изоэнергетической поверхностью, то внутренний фотоэффект (поглощение фотона) не имеет порога. Коэффициент поглощения при этом пропорционален кубу частоты (Г со ю v), что непосредственно связано с существованием конической точки у самопересекающейся поверхности [111] (см. 2). [c.365] У графита (у которого, как мы уже говорили, поверхность Ферми — самопересекающаяся) кубическая зависимость сравнительно быстро сменяется квадратичной (Г со ). Это обусловлено тем, что в грубом приближении (при пренебрежении малыми энергиями взаимодействия) четыре конические точки самопересечения сливаются — возникает самопересечение с касанием [112]. [c.365] За порогом внутреннего фотоэффекта зависимость коэффициента поглощения Г от частоты сложна. Каждый металл обладает своими специфическими особенностями, которые нельзя сформулировать в достаточно общих терминах линии поглощения, описывающие переходы между разными зонами, наклады-ваясь друг на друга, создают сложную зависимость от частоты Г(оо) Кроме того, надо иметь в виду, что и коэффициент внутризонного поглощения с увеличением частоты сложным образом зависит от частоты, если не ограничиваться случаем ю о-В работе [113] показано, что даже за порогом внутреннего фотоэффекта (в области высоких частот), благодаря межэлектрон-ному взаимодействию, внутризонные переходы могут дать существенный вклад в поглощение. [c.365] Вернуться к основной статье