Електронно-діркова рідина
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Електронно-діркова рідина

електронно-діркова рідина, полягання нерівноважної електронно-діркової плазми, що конденсує, в напівпровідниках (див. Плазма твердих тіл ) . Е.-д. же. утворюється, коли концентрація електронів і дірок (вільних або зв'язаних в екситони ) перевищує деяке, залежне від температури критичне значення n kp . Ця концентрація легко досягається за допомогою інжекції носіїв, освітлення напівпровідника і т. п. Досягши n kp система нерівноважних носіїв струму зазнає фазовий перехід, подібний до переходу газ — рідина, в результаті якого вона розшаровується на дві фази: краплі відносно щільної Е.-д. же., оточені газом екситонів, і вільних носіїв. При цьому щільність і кристалічна структура напівпровідника практично не зачіпаються. На відміну від звичайних рідин, в Е.-д. же. відсутні важкі частки (іони, атомні ядра). Тому Е.-д. же. володіє сильно вираженими квантовими властивостями: вона не може кристалізуватися, а залишається рідиною аж до найнижчих температур (див. Квантова рідина ) ; вона не може бути рідиною молекулярного типа, тобто складатися з екситонів або молекул екситонів, а складається з квазівільних електронів і дірок, тобто подібна рідкому металу .

  Кулонівська взаємодія, що зв'язує частки в Е.-д. же., ослаблено діелектричною проникністю кристала. Тому в порівнянні із звичайними рідинами енергії зв'язку часток E 0 і їх концентрації по в Е.-д. же. вельми малі ( E 0 ~ 10 -2 — 10 -1 ев, п 0 ~ 10 17 — 10 19 см -3 ) . Ділянка температур Т, при яких можливе існування Е.-д. же., по порядку величини визначається співвідношенням: Т ³ (0,1 E 0 / до ) ~ 10—100 До ( до — Больцмана постійна ) .

  Діаметр крапель зазвичай ~ 1—10 мкм, проте удається спостерігати краплі з діаметрами до 1 мм. Краплі можна прискорювати до швидкостей порядку швидкості звуку в кристалі, тобто це рухливі області високої металевої провідності усередині практично не провідного (при низьких Т) кристала. Е.-д. же. можна розглядати як стійкі макроскопічні «згустки» введеної в кристал енергії збудження. Ця енергія виділяється в процесі рекомбінації електронів і дірок частково у вигляді електромагнітного випромінювання (випромінювальні переходи), так що Е.-д. же. є інтенсивними джерелами світла. Е.-д. же. якнайповніше вивчена в Ge і Si, проте є вказівки на її існування і в інших напівпровідниках.

  Літ. див.(дивися) при ст. Екситон .

  Л. Ст Келдиш.