Кинетическая теория процессов переноса и поверхностных явлений в твёрдом теле, страница 28

простом примере видно, что ориентация .магнитного поля по отношению к поверхности Ферми имеет важное значение. Нетрудно понять, что наличие открытой орбиты превращает сколь угодно сильное поле по характеру действия в слабое. Действительно, даже при сильной вытянутое™ траектории вдоль какого-нибудь направления ларморовокий радиус может оказаться больше длины свободного пробега, т. е. все будет определяться столкновениями, а это соответствует случаю слабых полей . Для открытой орбиты это свойство тем более справедливо. В рассмотренном выше примере поверхности Ферми в форме гофрированного цилиндра имелось лишь одно направление ориентации магнитного поля, когда существуют открытые орбиты. В реальных твердых толах, как правило, поверхности Ферми более сложны и может существовать целая область (хотя и достаточно узкая) направлений ориентации магнитного поля, когда имеются открытые орбиты. В этом случае оказывается, что магнетосопротивление имеет вид [13, 14]

.                       (3.165)

Здесь θ — угол между направлением магнитного поля и плоскостью, перпендикулярной направлению открытости орбит; α — угол между направлением тока и осью х (см. рис. 4.3); А, В — постоянные.

Таким образом, можно суммировать  полученные результаты, сведя их в таблицу (см. табл. 2).

Таблица 2

В заключение настоящего раздела отметим, что столь же многообразны проявления термомагнитных свойств носителей в сильном магнитном поле, когда многие свойства определяются геометрией поверхности Ферми и направлением ориентации поля относительно осей кристалла. Кроме этого, интересными оказываются н тепловые свойства (например, теплопроводность в сильном магнитном поле). Со всеми этими вопросами можно подробно познакомиться в [13, 14].

5. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ

В предыдущих разделах рассматривалась кинетика носителей в объеме твердого тела. Вместе с тем поверхностные явления играют 'В0^жную роль >во многих важных эффектах и имеют большое практическое значение. В данном разделе остановимся лишь на основных фактах и простейших эффектах, происходящих на поверхности. Подробное изложение некоторых явлений ^носящихся к данному разделу, можно найти в [5, 8, 15, 16].

5.1. Электроны вблизи поверхности

Оценим влияний поверхности на поведение электронов в твердом теле, в частности на их энергетический спектр. Вполне естественно предположить, что электронные оболочки атомов, находящихся на поверхности, отличаются от электронных оболочек атомов внутри кристалла. Это связано с тем, что благодаря действию электронов внутренних атомов оболочки поверхностных атомов оказываются деформированными в направлении к поверхности тела. На рис. 5.1,а пред-

ставлено поведение электрического потенциала, создаваемого ионами (суперпозиция кулоиовских потенциалов отдельных атомов решетки, находящихся в узлах). На рнс. 5.1,6 показано распределение объемного заряда в твердом теле. Область 5 соответствует свободным электронам в' вакууме. Таким образом, а результате отталкивания внутренними электронами часть электронов может выйти за пределы тела, а на поверхности возникнет двойной электрический слой: во внутренней области преобладает положительный заряд, а во внешней—-отрицательный (см. рис. 5.1).