這通常是指利用電子的迴旋共振作用來進行測試的一種技術。
基本介紹
- 中文名：電子迴旋共振
- 外文名：Electron Spin Resonance（ESR）
簡介,特徵,
簡介
這通常是指利用電子的迴旋共振作用來進行測試的一種技術。該方法可直接測量出半導體中載流子的有效質量，並從而可求得能帶極值附近的能帶結構。
特徵
①若半導體置於磁感應強度為B的均勻恆定磁場中, 半導體中電子的初速度v與B的夾角為θ，則半導體中電子受到磁場作用的為f =－qv×B，大小為f = qvBsinθ= q v⊥B，v⊥= v sinθ，力的方向是垂直於v與B所組成的平面。從而, 電子的運動規律是：在磁場方向以速度 v’ = v cosθ作勻速運動, 在垂直於B的平面內作勻速圓周運動, 運動軌跡是一條螺旋線。如果圓周的半徑是r, 迴旋頻率是ωc，則 v⊥= r ωc，向心加速度a = v⊥2 / r；又能帶電子運動的加速度a = f / mn*；從而對於球面等能面情況有ωc = q B / mn* 。所以, 只要測量出迴旋頻率ωc, 就可以得到電子的有效質量mn* 。
②為了測量電子的迴旋頻率ωc, 還在半導體上再加一個交變電磁場(頻率為微波~紅外光)，當電磁場的頻率ω等於迴旋頻率ωc時即發生共振吸收；如測量出共振吸收時的電磁場頻率ω=ωc和磁場B, 即可求出mn* 。具體進行測量時, 往往是固定交變電磁場的頻率, 然後改變磁場B (大約為零點幾特斯拉) 來觀察共振吸收現象。同時為了觀察到明顯的共振吸收峰, 要求半導體樣品比較純淨, 而且一般是在低溫下進行。
