ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНАЯ ЖИДКОСТЬ

ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНАЯ ЖИДКОСТЬ конденсированное
состояние неравновесной электронно-дырочной плазмы в полупроводниках
(см.
Плазма
твёрдых тел). Э.-д. ж. образуется, когда концентрация электронов и
дырок (свободных или связанных в экситоны)
превышает нек-рое, зависящее
от темп-ры критич. значение пЭта концентрация легко
достигается с помощью инжекции носителей, освещения полупроводника и т.
п. При достижении пфазовый переход, подобный переходу газ - жидкость, в результате к-рого
она расслаивается на две фазы: капли относительно плотной Э.-д. ж., окружённые
газом экситонов, и свободных носителей. При этом плотность и кристаллич.
структура полупроводника практически не затрагиваются. В отличие от обычных
жидкостей, в Э.-д. ж. отсутствуют тяжёлые частицы (ионы, атомные ядра).
Поэтому Э.-д. ж. обладает сильно выраженными квантовыми свойствами: она
не может кристаллизоваться, а остаётся жидкостью вплоть до самых низких
темп-р (см. Квантовая жидкость); она не может быть жидкостью молекулярного
типа, т. е. состоять из экситонов или экситонных молекул, а состоит из
квазисвободных электронов и дырок, т. е. подобна
жидкому металлу.

Кулоновское взаимодействие, связывающее
частицы в Э.-д. ж., ослаблено диэлектрич. проницаемостью кристалла. Поэтому
по сравнению с обычными жидкостями энергии связи частиц Л и их концентрации
по
в
Э.-д. ж. весьма малы (Е2 - 10-¹эв,
n17 - 10¹⁹см³).
Область
температур Т, при к-рых возможно существование Э.-д. ж., по порядку
величины определяется соотношением:
Т <= (0,1E о/к) 10-100К
(к
- Болъцмана постоянная).

Диаметр капель обычно 1-10
мкм,
однако
удаётся наблюдать капли с диаметрами до 1 мм. Капли можно ускорять
до скоростей порядка скорости звука в кристалле, т. е. это подвижные
области высокой металлич. проводимости Внутри практически не проводящего
(при низких Т) кристалла. Э.-д. ж. можно рассматривать как устойчивые
макроскопич. "сгустки" введённой в кристалл энергии возбуждения. Эта энергия
выделяется в процессе рекомбинации электронов и дырок частично в виде электромагнитного
излучения (излучательные переходы), так что Э.-д. ж. являются интенсивными
источниками света. Э.-д. ж. наиболее полно изучена в Ge и Si, однако есть
указания на её существование и в др. полупроводниках.
Лит.
см. при
ст. Экситон.

Л. В. Келдыш.

А Б В Г Д Е Ё 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