Плазма твердих тіл

Плазма твердих тіл, умовний фізичний термін, що означає сукупність рухливих заряджених часток в твердих провідниках (електронів провідності в металах або електронів і дірок в напівпровідниках ) в таких умовах, коли їх властивості близькі до свойствам плазми (див. мал. ). Наприклад, під впливом високочастотного електромагнітного поля, частота якого w значно більше, чим частота зіткнень електронів, колективні (плазмові) ефекти грають у властивостях провідників велику роль, чим зіткнення електронів один з одним, з фононами, домішками і ін. дефектами в кристалах . Це дозволяє перенести вистави, створені при дослідженні плазми, у фізику твердого тіла . Головна відмінність П. т. т. від газової плазми — значно велика концентрація n заряджених часток. У газовій плазмі п ~ 10 ¹² см ^-3 , в металах n ~ 10 ²² — 10 ²³ см ^-3 , в напівпровідниках n ~10 ¹⁵ — 10 ¹⁷ см ^-3 . Це приводить до відмінності всіх характеристик П. т. т. і газової плазми. Наприклад, плазмова частота (частота власних коливань плазми, див.(дивися) Плазмон ) пропорційна Ö n, тому вона для П. т. т. істотно більше, ніж для газової плазми. Особливістю П. т. т. є те, що вона може бути зарядженою. Плазмові ефекти в твердих тілах (особливо в напівпровідниках) використовуються для створення приладів високочастотної техніки.

  Літ.: Бауерс Р., Плазма в твердих тілах, в збірці: Фізика твердого тіла. Електронні властивості твердих тіл, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1972. Див. також літ.(літературний) при ст. Тверде тіло .

  М. І. Каганов.

Схематичне зображення: вгорі — газової плазми; у центрі — електронної плазми в металі; внизу — електронно-діркової плазми в напівпровіднику. Заштриховані частки — нейтральні атоми; чорні кружечки — рухливі електрони; великі білі кружечки з знайомий плюс — іони, маленькі, — дірки провідності.