Физическая энциклопедия - акустоэлектронное взаимодействие

(АЭВ), вз-ствие УЗ волн (с частотой =107-1013 Гц) с эл-нами проводимости в металлах и ПП; обусловлено изменением внутрикристаллического поля, при деформации решётки кристалла под действием распространяющейся УЗ волны. АЭВ явл. частным случаем электрон-фонопного взаимодействия. При АЭВ происходит обмен энергией и импульсом между УЗ волной и эл-нами проводимости: передача энергии УЗ волны эл-нам проводимости приводит к дополнит.

электронному поглощению звука, а передача импульса к акустоэлектрическому эффекту. Кроме того перераспределение энергии в результате АЭВ выражается в изменении теплоёмкости, теплопроводности и электросопротивления кристаллов. АЭВ приводит также к дисперсии УЗ, генерации акустич. гармоник, усилению УЗ и др. В зависимости от типа кристалла различают неск.

механизмов АЭВ. Ионное взаимодействие в ионных кристаллах акустич. волна смещает ионы из положения равновесия, в результате чего возникает ионный ток, вызывающий электрич. поле, действующее на эл-ны проводимости. Такое вз-ствие наблюдается в металлах.

Потенциал-деформационное взаимодействие, обусловленное изменением зонной структуры (ширины запрещённой зоны) под действием УЗ волны, в результате чего появляются области пониж. и повыш. плотности зарядов, между к-рыми возникает электрич. поле, действующее на эл-н проводимости. Такое вз-ствие наблюдается в ряде полупроводников (Ge, Si и др.

) и полуметаллов (Bi, Sb, As). Пьезоэлектрическое взаимодействие, возникающее в пъезополупроводниках (CdS, CdSe, ZnS, ZnO, InSb, GaAs и др.) и обусловленное тем, что их деформация сопровождается появлением электрич. поля и, наоборот, электрич. поле вызывает деформацию кристалла. Имеют место и др. механизмы АЭВ. Электрич. поля, возникающие в кристалле, вызывают электронные токи, к-рые в свою очередь приводят к появлению новых эл.-магн. полей, уменьшающих силу воздействия акустич. волны на эл-ны проводимости, т. е. эти токи экранируют АЭВ. Поэтому результирующая сила, действующая на эл-н, зависит от электропроводности 0 кристалла и частоты УЗ.

Экранирование релаксац. процесс, поэтому эффекты, с ним связанные, характеризуются отношением частоты УЗ к релаксац. частоте wc= s/e (e диэлектрич. проницаемость). При рассмотрении АЭВ следует также учитывать дебаевское экранирование, обусловленное поляризацией среды, т. е. разделением зарядов, уменьшающих результирующее электрич.

поле, к-рое характеризуется отношением длины волны УЗ l к дебаевскому радиусу экранирования rд. В зависимости от соотношения частоты УЗ и частоты столкновений v эл-нов и от соотношения длины волны УЗ и длины свободного пробега эл-нов lе выделяют три характерные области частот для АЭВ: 1) ДВ область (w/v1), в к-рой АЭВ можно рассматривать как вз-ствие эл-нов и фононов; 3) промежуточная область частот (w/v>1; le/x .