Techniklexikon

Lochbahnen

lochartige Elektronenbahn mit folgendem Entstehungsmechanismus:

Die Lorentzkraft F auf ein Elektron im Magnetfeld  lässt sich mit der Gruppengeschwindigkeit  und  für Elektronen in einem Festkörper schreiben als:

(k: Wellenvektor, E: Energie, B: magnetische Induktion). Also bewegen sich Elektronen im Festkörper bei angelegtem statischem Magnetfeld auf einer Bahn konstanter Energie in einer Ebene senkrecht zum Magnetfeld (also z.B. auf der Fermi-Fläche, die ja eine Fäche konstanter Energie darstellt). Es kann nun zwei mögliche Arten geschlossener Elektronenbahnen im Magnetfeld geben, die, je nach Umlaufsinn, als elektronenartig und als lochartig bezeichnet werden.

Elektronen auf einer geschlossenen, lochartigen Bahn bewegen sich (bezüglich des Umlaufsinns) so im Magnetfeld, als ob sie eine positive Ladung tragen würden.

Eine solche Lochbahn eines Elektrons im Magnetfeld ist die Bahn um einen unbesetzten Zustand an der Oberkante (bzw. Oberfläche) eines ansonsten besetzten Energiebandes, also um ein Loch.