声子声子散射

发布网友发布时间：2024-10-01 12:27

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热心网友时间：2024-10-20 12:49

声子，一种非实体的准粒子，被用来描绘晶体中原子的热振动，即晶格振动的量子能量单位，其能量为ħωq。当载流子在晶体中移动时，它们会受到热振动原子的散射，即能量的交换以ħωq为单位进行。载流子从晶格振动吸收能量被称为吸收声子，反之则为发射声子。这种能量交换现象可以用载流子与声子的散射来解释，即声子散射过程。

声子的数量与温度紧密相关，温度升高意味着晶格振动加剧，能量量子，即声子，的数量也随之增加。因此，随着温度上升，声子对载流子散射的影响显著增强。在通常情况下，室温或更高温度下，半导体中的载流子主要受到声子的散射，而非电离杂质中心。随着温度的上升，载流子遭受声子散射的频率增大，导致迁移率和扩散系数下降。在室温下，声子散射效应导致半导体载流子的迁移率随温度T的升高按T^(-3/2)的规律下降。

在晶体中，声子之间的相互作用可以分为两类。当两个声子碰撞且动量保持不变，产生第三个声子的过程，通常简称为正规碰撞或N过程。这个过程仅改变动量分布，不会影响热流的方向，因此对热阻没有贡献。