在原子系統中，我們從光譜的分析研究知道能階的分裂是由於電子的自旋－軌道交互
作用所引的，由理論上的計算可以證實這個現象，並且也可以得到一個重要的結果：
原子序越大的原子所造成的能階分裂就越明顯。我們從價電子的有效位能模型著手，
再加上了電子的自旋－軌道交互作用項來對Ⅳ和Ⅲ-Ⅴ 族半導體做探討。在晶體系統
中電子的自旋－軌道交互作用所產生的分裂能量是隨著電子的波向量︱K︱ 之變化而
有所改變，而且它並不像原子系統中價電子的自旋－軌道作用所造成的分裂能量是一
個固定值。吾人是利用侷限虛位能計算法(Local Pseudopot-ential Method) 來計算
半導體的能帶結構，另外並加入了電子的自旋－軌道交互作用之漢彌頓算符(Hamilto
nian operator) Hso，以得到薛丁格方程式來計算電子的自旋－軌道交互作用效應在
半導體材質鍺(Ge)、砷化鎵(GaAS)、銻化鎵(GaSb)、砷化銦(InAs)、銻化銦(InSb)能
帶結構中的影響，其中之過程是以虛位能形式因子同時配合實驗數據來完成。
最後，我們試著從理論計算的觀點對侷限虛位能結果和加上電子的自旋－軌道交互作
用效應之結果做一比較。很明顯地，可以得到電子的自旋－軌道交互作用效應之影響
在晶體系統中有相似的結果，其仍然會使晶體的能帶結構產生分裂之現象，而且由原
子序越大的原子所組成的晶體其自旋－軌道作用造成的能帶分裂就越明顯。
|