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朗道能級

鎖定
朗道能級,電子在磁場中做迴旋運動的能級,由列夫·達維多維奇·朗道提出。
中文名
朗道能級
外文名
Landau level
提出者
列夫·達維多維奇·朗道

目錄

朗道能級定義

電子迴旋運動與朗道能級分裂 電子迴旋運動與朗道能級分裂
考慮電子在均勻磁場B中運動。電子沿磁場方向的運動不受影響,但在垂直於磁場的平面內作迴旋運動。如右圖所示,其軌道是圓,即作簡諧運動。按照量子力學,簡諧振子的能量是量子化的。固體電子的軌道不一定是圓,但其能量也是量子化的。這一微觀系統的薛定諤方程首先由朗道解出,由此得到的均勻、間隔的能級被稱之為朗道能級。在均勻磁場中運動的電子,可以出現在無窮遠處,即為非束縛態,但電子的能級卻是離散的,而通常一個二維非束縛態粒子的能量則是連續變化的。

朗道能級特點介紹

朗道能級是高度簡併的。因此每個能級上可以容納大數的電子。它們之間的最小間距均為 K*。不同量子數軌道所凝聚的態數都相同。外磁場引起的電子能帶結構變化使得態密度發生很大變化,每個子帶邊緣的態密度都變成了無限大。態密度的這種變化是德哈斯-範阿爾芬效應、舒布尼科夫-德哈斯效應等多種態密度有關的物理效應綜合作用的結果。另外,朗道能級以及相應的函數在理解與研究量子霍爾效應方面有重要的應用。