Министерство образования РФ Владимирский Государственный Университет Кафедра технологии и проектирования радиоэлектронных средств Взаимодействие электронов с поверхностными акустическимим волнами. Выполнил ст.гр. РЭ-100 Кондрашков А.О.
    Принял профессор Устюжанинов В.Н. Владимир 2002 1. Техническое описание эффекта.
    УЗ-волна, воздействующая на образец, смещает атомы решетки. Это что приводит к изменению внутрикристаллических полей, что сказывается на распределении и характере движения электронов проводимости. В свою очередь перераспределение электронов и их направленное движение изменяют картину деформаций, а следовательно, и характер распространения акустической волны в кристалле.
    При АЭВ происходит обмен энергией и импульсом между УЗ-волной и электронами проводимости. Передача энергии от волны к электронам приводит к электронному поглощению УЗ, а передача импульса - к акустоэлектрическому эффекту, появлению в проводнике постоянного тока в замкнутой цепи (акустоэлектрического тока) или электрического напряжения на концах разомкнутого проводника (акустоэдс) при распространении в нем акустической волны. Акустоэлектрический эффект был предсказан Р. Парментером (1953) и впервые обнаружен Г. Вайнрайхом н X. Дж. Уайтом (1057).
    Акустоэлектрический эффект возникает из-за увлечения носителей тока акустической волной, при котором часть импульса, переносимого волной, передается электронам проводимости, в результате чего на них действует средняя сила, направленная в сторону распространения волны. В соответствии с этим акустоэлектрический эффект меняет знак при изменении направления волны на противоположное
    Возникновение ЭДС в металлах при воздействии акустической волны, вызывается смещением ионов, что и вызывает увеличение напряженности электрического поля. Таким образом, бегущая акустическая волна в металле вызывает электрическую волну, распространяющуюся с той же скоростью. Возникновение электрического поля приводит к перераспределению свободных электронов: в местах минимума потенциальной энергии плотность электронов уменьшается. В полупроводниках же при сжатии и растяжении, вызванных распространением акустической волны, изменяется расстояние между атомами решетки, и следовательно, изменяется ширина запрещенной зоны. Так в полупроводниках типа Ge, Si с увеличением внешнего сжимающего давления ширина запрещенной зоны возрастает пропорционально давлению. В местах сжатия ширина запрещенной зоны несколько увеличивается, а в областях растяжения - уменьшается. Таким образом, при движении акустической волны возникает модуляция ширины запрещенной зоны с периодом, равным длине акустической волны. В пространстве возникают потенциальные ямы для дырок, в которых концентрация свободных носителей заряда повышается. При движении акустической волны перемещаются и потенциальные ямы, частично увлекая за собой свободные носители.
    Наиболее сильное взаимодействие электронов с длинноволновыми фононами имеет место в полупроводниках, у которых нет центра симметрии, обладающих пьезоэлектрическими свойствами - CdSe, InSb, CsAs, CdS и пр.
    Возникновение акустоэлектрического эффекта объясняется с позиций квантовой механики, если рассматривать акустическую волну с частотой ? и волновым вектором k как поток когерентных фононов, каждый из которых несет энергию h? и импульс hk. ............