La notion de bande électronique dans les liquides : quelques questions que vous n’avez jamais osé poser

Physics Department, Purdue University, West Lafayette, Indiana 47907, USA.

Résumé

Dans ce bref exposé nous ferons une comparaison qualitative d’un calcul de bande dans un cristal et dans un liquide. Nous discuterons ensuite des conditions dans lesquelles on peut parler d’une onde électronique possédant un vecteur d’onde assez bien défini dans le cas d’un système désordonné tel qu’un liquide. S’il existe une relation entre l’énergie de l’électron et le vecteur d’onde associé à sa fonction d’onde, on pourra introduire la notion de quasi-quantité de mouvement qui est une quantité à peu près conservée au cours d’une collision avec une autre onde telle qu’un phonon. Ces collisions sont parmi celles qui limitent la vitesse d’entraînement d’un électron soumis à un champ électrique extérieur. Finalement, on considérera l’interaction de l’électron avec d’autres perturbations qui donnent lieu à la dissipation de l’énergie et de la quantité de mouvement acquises par l’électron soumis à un champ électrique extérieur et on verra comment la forme de la bande électronique peut donner lieu à un rapport non linéaire entre le courant électrique et le champ appliqué.

Abstract

In this communication we would like to make a qualitative comparison of how band states might differ in a crystal and in a liquid. Within this framework, we shall consider when the concept of a wave vector can be associated with an electron wave in a disordered system like that of a liquid. When a relation between energy and wavevector exist, the concept of quasi momentum may be introduced; this quantity is conserved during a collision between two waves, e.g. an electron and a phonon. We shall also consider the mechanisms that give rise to the dissipation of the energy the electron gained from an externally applied field and we shall indicate how the shape of the electronic bands can provide for a non linear relation between the drift velocity and the externally applied field.