intervalley scattering
简介
通常把半导体中导带E-k关系中的能量极小值称为能谷，在常见的半导体中，在有实际意义的能量范围内，导带通常具有多个能谷，一个能各中的电子在晶格振动(声子)的作用下或杂质的协助下可以跃迁到另一能谷中. 这种跃迁平均来说使载流子失去原有动量，导至载流子的散射，称为谷间散射.
在常温下，电子通常分布在导带的最低能谷之中.在许多半导体如Ge、Si、GaP、PbS等中，导带的最低极值不在k=0处.在此情形下，导带具有处于对称位置的若干等价能谷. 在Si中这些等价谷位于〈100〉方向靠近简约布里渊区边界处，而在Ge中则位于〈111〉方向的边界处. 发生在这些等价谷之间的散射称为等价谷间散射. 在多谷型半导体中，等价谷间散射可在动量弛豫中占主导地位.
谷间散射也可以发生在不等价谷之间.当最低能谷中的电子被显著加热，部分电子有足够能量向上能谷跃迁时，不等价谷间的散射也可以是重要的. 例如在GaAs中，最低的中心谷和次高的卫星谷之间的散射可导致中心谷电子迁移率的迅速降低，以至在中心谷出现负微分迁移率.
参与谷间散射的声子称为谷间声子，由于能谷之间通常有较大间距，为满足跃迁中动量守恒的要求，谷间声子有较大波矢值.声于波矢值的大小由有关能谷在k空间的具体位置决定，对于〈111〉和〈100〉边界处的等价谷之间的散射，谷间声子都是〈100〉声子.但是对于类Si的情形(c图)，可以有两种类型的等价谷间形射，f型散射和g型散射，相应的声子称为f声子和g声子.
(a)
(b)
(c)
等价谷间散射所涉及的声子波矢
(a)位于简约布里渊区边界的〈100〉型谷;
(b)位于简约布里渊区边界的〈111〉型谷;
(c)不在简约布里渊区边界的〈100〉型谷.
散射涉及两种声子、f型声子和g型声子.
图中的f和s矢量只相差-倒格矢.
由于谷间声子具有大的波矢，它们所引起的压电势或光学形变引起的极化势都很微弱.散射由形变势引起.
由于谷间声子有较大波矢值，从声子谱容易看到，它们相应有较大能量. 这使得谷间声子散射对于能量弛豫十分有效，其作用可和光学声子散射比拟.