6.6. Плазмоны
Коллективные возбуждения газа электронов проводимости в твердом теле приводят к появлению дискретных пиков в потерях энергии для электронов. Плазмон является квантом плазменных осцилляций и имеет энергию
около 15 эВ.
С классической точки зрения плазменная частота определяется осцилляциями валентных электронов в металле по отношению к положительно заряженным остовам атомов (рис. 6.8). Рассмотрим флуктуацию
радиального расстояния газа свободных электронов с концентрацией n от положительно заряженного остова. Если газ в результате флуктуации смещается наружу из равновесного положения
на величину
, то в сферической оболочке, содержащей
электронов, возникает электрическое поле
На электроны начинает действовать сила F, препятствующая расширению:
Очевидно, частота гармонических осцилляций электронов под действием силы F равна
где
— масса электрона. Для металлов плотность электронного газа
Рис. 6.8. Электронный газ из
электронов вокруг положительного остова испытывает радиальное сжатие
.