מסה אפקטיבית של חלקיק בסריג

exercise 3_4920

נתון מוצק שעבורו פסי האנרגיה (כפונקציה של תנע סריג) מתוארים על ידי \( E_1(k)= E_{10} + 2\Gamma \cos(ka) \) ו \( E_2(k)= E_{20} - 2\Gamma \cos(ka) \) , כאשר \( a \) זהו קבוע הסריג החד מימדי.

  1. מהי המסה האפקטיבית של חלקיק בכל תנע סריג באזור ברילוואן הראשון?(מה ניתן לומר כשמסה זו שלילית?)
  2. מהי המהירות הממוצעת של חלקיק בכל תנע סריג באזור ברילוואן הראשון?
  3. מהי האנרגיה המינימלית של הפוטון הדרושה על מנת לעבור מפס האנרגיה הנמוך לגבוה, בהנחה שכל הפס התחתון מאוכלס באלקטרונים באופן מלא והפס העליון ריק לגמרי ? ( \( E_{20}>E_{10}+4\Gamma \) )
  4. שרטט/י גרפים שמראים תוצאות ב1-3 ולהסביר משמעותם.