Einfluß der Bahnquantisierung im Magnetfeld auf die longitudinale Widerstandsänderung von kovalenten Halbleitern II

Abstract

Es wird der Einfluß der Bahnquantisierung auf die Beweglichkeit der Elektronen im longitudinalen Magnetfeld nach der Methode von BLOCH-TITEICA 1 für nichtentartete, isotrope Halbleiter als Funktion der Temperatur T, der magnetischen Feldstärke H und der scheinbaren Masse m* der Elektronen untersucht. Mit den explizit berechneten Matrixelementen für die Wechselwirkung der Elektronen mit den akustischen Gitterwellen wird unter Voraussetzung elastischer Stöße (△ς/ς0) ne (die longitudinale Widerstandsänderung bei konstanter Elektronen-Konzentration ne) in schwachen Feldern (γ =m/m* ·μΗ/kT ≪1 [μ= BOHRSCHES Magneton]) sowie in starken Feldern (γ ≧ 3) analytisch und bei mittleren Feldstärken (γ=1; 2) numerisch berechnet. Es ergibt sich, daß (△ς/ς0) ne in schwachen Feldern eine quadratische und in starken Feldern eine lineare Funktion von H/T ist; es tritt also keine Sättigung in starken Feldern ein. Die quantitativen Ergebnisse werden im Zusammenhang mit den bisherigen Meßergebnissen an kovalenten Halbleitern diskutiert. Im Falle des n-Germaniums (m* = 0,2 m) verursacht die Bahnquantisierung bei den maximalen mit Hilfe von Elekromagneten realisierbaren Feldstärken H ≌ 25 kG bei Temperaturen des flüssigen Wasserstoffs Widerstandsänderungen (△ς/ς0) ne ≌%.