ЭЛЕКТРО́ННО-ДЫ́РОЧНАЯ ЖИ́ДКОСТЬ

ЭЛЕКТРО́ННО-ДЫ́РОЧНАЯ ЖИ́Д­КОСТЬ, не­рав­но­вес­ное со­стоя­ние но­си­те­лей за­ря­да в по­лу­про­вод­ни­ках, в ко­то­ром эк­си­то­ны боль­шой плот­но­сти кон­ден­си­ру­ют­ся из элек­трон­но-ды­роч­ной плаз­мы в плот­ную фа­зу (жид­кость). Су­ще­ст­во­ва­ние Э.-д. ж. пред­ска­за­но Л. В. Кел­ды­шем в 1968. Э.-д. ж. воз­ни­ка­ет в по­лу­про­вод­ни­ках (напр., Ge, Si, GaAs, CdS) при дос­та­точ­но низ­ких темп-рах, ес­ли кон­цен­тра­ция но­си­те­лей за­ря­да (элек­тро­нов и ды­рок) пре­вы­ша­ет не­ко­то­рую кри­тич. ве­ли­чи­ну, за­ви­ся­щую от темп-ры. Кри­тич. кон­цен­тра­цию элек­тро­нов и ды­рок мож­но по­лу­чить с по­мо­щью воз­бу­ж­де­ния по­лу­про­вод­ни­ка ла­зер­ным ос­ве­ще­ни­ем ли­бо ин­жек­ци­ей но­си­те­лей за­ря­да. При этом эк­си­то­ны те­ря­ют ин­ди­ви­ду­аль­ность и свя­зы­ва­ют­ся в пáры, об­ра­зуя би­экси­то­ны. Ку­ло­нов­ское взаи­мо­дей­ст­вие ме­ж­ду ква­зи­ча­сти­ца­ми эк­ра­ни­ру­ет­ся, и воз­ни­ка­ет вы­ро­ж­ден­ное со­стоя­ние, ана­ло­гич­ное плаз­ме.

Кон­ден­са­ция сво­бод­но­го га­за эк­си­то­нов боль­шой плот­но­сти в Э.-д. ж. яв­ля­ет­ся фа­зо­вым пе­ре­хо­дом 1-го ро­да, при ко­то­ром из­на­чаль­но од­но­род­ный газ эк­си­то­нов рас­слаи­ва­ет­ся на мак­ро­ско­пич. об­лас­ти (ка­п­ли) Э.-д. ж. с вы­со­кой кон­цен­тра­ци­ей ква­зи­ча­стиц. Внут­ри ка­пель ква­зи­ча­сти­цы свя­за­ны об­мен­ны­ми и кор­ре­ля­ци­он­ны­ми си­ла­ми взаи­мо­дей­ст­вия. Ка­п­ли ок­ру­же­ны га­зо­по­доб­ны­ми об­лас­тя­ми эк­си­то­нов с низ­кой кон­цен­тра­ци­ей ква­зи­ча­стиц, сле­до­ва­тель­но в по­лу­про­вод­ни­ке со­су­ще­ст­ву­ют две фа­зы. При даль­ней­шем уве­ли­че­нии сред­ней по объ­ё­му кон­цен­тра­ции не­рав­но­вес­ных элек­тро­нов и ды­рок объ­ём ка­пель рас­тёт, но их плот­ность не из­ме­ня­ет­ся до тех пор, по­ка Э.-д. ж. не за­пол­нит весь объ­ём. Та­ким об­ра­зом, Э.-д. ж. яв­ля­ет­ся вы­ро­ж­ден­ной двух­ком­по­нент­ной фер­ми-жид­ко­стью, на­ли­чие ко­то­рой мож­но на­блю­дать по спек­трам из­лу­че­ния (кро­ме эк­си­тон­ных ли­ний по­яв­ля­ет­ся ши­ро­кая по­ло­са, со­от­вет­ст­вую­щая элек­трон­но-ды­роч­ной ре­ком­би­на­ции). Фа­за Э.-д. ж. ста­биль­на в по­лу­про­вод­ни­ках, об­ла­даю­щих силь­ной ани­зо­тро­пи­ей эф­фек­тив­ных масс, а так­же вы­со­кой сте­пе­нью вы­ро­ж­де­ния энер­ге­тич. спек­тра.