반도체 물질의 유전율에 관하여

글쓴이
타라쥬
등록일
2018-03-29 17:39
조회
1,466회
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댓글
5건
학부 과정에서 전자기학을 배우게 되면 유전율은 물체 고유의 성질로 불변하는 상수로 취급하게 되는데

혹시 이 유전율이 온도나 외부 자극에 의해서 바뀔 수도 있나요?

예를 들어 반도체의 경우 외부에서 에너지를 가함으로써 (열이나 빛) 밸런스 밴드에 있던 전자가

컨덕션 밴드로 여기되면서 바뀌는 원자핵과 최외각 전자와의 거리 변화로 인하여

유전율이 일시적으로 바뀔 수도 있나요?

만약 바뀌게 된다면 그에 해당하는 메커니즘도 간략하게 설명해주셨으면 합니다.

  • 돌아온백수 ()

    유전율이 텐서로 표시되죠 ? 상수는 아니라는 거기 까지는...
    그리고, 필드와 입자가 서로 영향을 주는 관계.....
    또한, 필드와 입자가 어느것이 먼저인가요?

  • PhotonTransfer ()

    진공 유전율은 상수이지만,
    물질의 유전상수는 온도, 파장, 압력, 전자기장 등 다양한 외부 조건의 함수입니다.

    유전상수는 전기장에 대한 물질의 반응인데,
    물질의 특성이 바뀌면 당연히 반응도 바뀌게 됩니다.
    학부 전자기학에서도 조화진동모델로 주파수에 따른 변화를 배웁니다.

    광학에서는 이러한 성질을 이용해서 빛의 경로를 바꾸는 응용분야도 있습니다.

  • 돌아온백수 ()

    어쨋거나, 이론은 현상을 설명하는 하나의 방법입니다.
    이론이 절대적인것이 아니라는 걸, 먼저 받아들이셔야 하는데...
    같은 현상을 여러가지 이론으로 설명할 수 있어요.

    특히, 공학을 배우는 학생들은 책에 쓰여진 문자나 수식에 집착하면 앞으로 곤란한 일을 당할 수 있어요.

    그리고, 나노 시대에 교과서가 다 다시 쓰여져야 하는데,
    실험실, 그리고 산업계에서 보는 현상과
    교과서에 나온 이론의 시간 격차가 현재 너무 커요.

    아마도, 대부분의 공학전공 교과서가 사라질 위험에 있다고 보입니다.

  • shunical ()

    반도체의 경우, 밴드갭 이상의 에너지를 가진 빛에 대해서 VB->CB로 transition 하거나 혹은 밴드갭보다 작은 에너지에 대해서 밴드 내에서 transition/exciton은 만드는 등의 방식으로 흡수가 되겠죠. 그러면 물질 내의 carrier 농도가 바뀌게 되니 물질의 특성해 해당하는 전도도(유전율)이 변합니다. 물론 이런 방식으로 흡수된 에너지는 carrier-carrier scattering 등의 방식으로 relaxation 됩니다. 보통 이러한 현상은 다양한 방식으로 측정되는데 흡수 하여 다시 recombination 되는 빛을 측정 하는 PL 이나 pump를 이용해서 물질을 가진하고 probe 빛을 이용해서 물질 내부의 carrier dynamics를 관측하는 pump-probe 방식이 있습니다.

  • shunical ()

    정정하겠습니다, recombination 하면서 방출되는 빛을 측정하는 PL/
    뿐만 아니라 열적으로 phase transition을 겪는 물질로 VO2 가 있으며, 뿐만 아니라 전기적으로 doping 농도를 조절하여 유전율을 바꿀 수 있는 물질들이 있습니다. 그 외 비선형 광학 분야에서는 입사한 전기장에 의해서 유전율에 포함되어 있는 비선형 성분이 발현되어 유전율이 변화되기도 합니다. (pockels effect, kerr effect 등). litium niobate, GaAs 을 찾아보세요~

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