( т - эфф. масса электрона, T- темп-ра, е - заряд электрона; см. Гальваномагнитные явления )и оптич. ветви в колебат. спектре полупроводника (см. Колебания кристаллической решётки).
Приглашаем посетить сайт
ЦИКЛОТРОН-ФОНОННЫЙ РЕЗОНАНС
ЦИКЛОТРОН-ФОНОННЫЙ РЕЗОНАНС - резонансное поглощение эл.-магн. энергии, обусловленное переходами электронов между уровнями Ландау при участии оптич. фононов. Наблюдается при распространении эл.-магн. волн в полупроводнике, находящемся в пост. магн. поле H. Необходимыми условиями возникновения Ц.-ф. р. являются наличие достаточно сильного (квантующего) магн. поля H>mckT/|e|( т - эфф. масса электрона, T- темп-ра, е - заряд электрона; см. Гальваномагнитные явления )и оптич. ветви в колебат. спектре полупроводника (см. Колебания кристаллической решётки).
Электроны в квантующем магн. поле имеют непрерывный энергетич. спектр для движения вдоль магн. поля и дискретный - для поперечного движения. Если зависимость энергии электрона 
от его квазиимпульса p изотропна и квадратична, то энергия электрона определяется соотношением (см. Ландау уровни):
Здесь n - целое положит. число, р H - компонента квазиимпульса в направлении H,w с = |е|Н/тс- циклотронная частота электрона. Условие 
(w - частота внеш.
эл.-магн. поля, р H фиксировано) приводит к циклотронному резонансу. Однако если расстояние между уровнями Ландау совпадает с суммой или разностью энергий оптич. фонона и фотона, в поглощении эл.-магн. энергии также наблюдается резонанс на частоте w (рис. 1).
Рис. 1. Электронные переходы с участием оптического фонона (
=1).
Если учесть возможность многофононных и многофотонных процессов, условие циклотрон-фононного резонанса будет иметь вид:
Здесь w0 - частота оптич. фонона. Величина i-l называется номером гармоники. Далее будет считаться i1 = 1, i2= b1.
Ц.-ф. р. обусловлен перебросом электронов между уровнями Ландау за счёт взаимодействия электронов с оптич. фононами и фотонами. В отсутствие фотона Ц.-ф. р. переходит в магнитофононный резонанс. Коэф. поглощения эл.-магн. энергии при Ц.-ф. р. зависит от характера поляризации эл.-магн. волны. Если вектор электрич. поля волны E | H, то Ц.-ф. р. имеет место, в обратном случае Ц.-ф. р. отсутствует.
Коэффициент затухания x волны зависит от величины расстройки резонанса Di = w - wi(wi -резонансная частота).
Кривая поглощения (рис. 2) резко асимметрична. При определ. условиях линия Ц.-ф. р. может принимать более сложную форму, напр. расщепиться на неск. линий, и у осн. линий Ц.-ф. р. могут появиться спутники. Ц.-ф. р. чувствителен к внеш. воздействиям: напр., наличие поперечного пост. электрич. поля "размывает" пик x.
Рис. 2. Линия поглощения циклотрон-фононного резонанса.
Если хотя бы один из размеров образца d достаточно мал (напр., образец - тонкая плёнка), то возникает дополнит. размерное квантование спектра (см. Квантовые размерные эффекты). Если ось оz направлена вдоль толщины плёнки, то энергетич. спектр электронов имеет вид
Дискретизация электронного спектра в направлении оz приводит к т. н. размерно-фононному резонансу, связанному с переходом электрона между уровнями размерно-квантованного спектра за счёт поглощения оптич. фонона и фотона. Если вдоль оси оz приложить квантующее поле H, то электронный спектр становится полностью дискретным и условие резонанса приобретает вид
Из ур-ния (4) видно, что кроме линий Ц.-ф. р. ( п21 - n22= 0) и размерно-фононного резонанса (i = 0) возникают новые серии линий размерно-циклотрон-фононного резонанса.
Наряду с обычным Ц.-ф. р. наблюдаются Ц.-ф. р., сопровождающийся переворотом спина электрона, и много-фононный Ц.-ф. р. В полупроводнике при определ. условиях существует такая область параметров, в к-рой дисперсия преобладает над затуханием волны, и может возникать широкий набор циклотрон-фононных волн.
Лит.: Баканас P. К., Басе Ф. Г., Левинсон И. Б., Циклотрон-фононный резонанс в полупроводниках. "ФТП", 1978, т. 12, в. 8. с. 1457. Ф. Г. Касс.