Zunächst sollen nur optische Phononen betrachtet werden. Da benachbarte Atome in Gegenphase schwingen, setzt man das Streupotential direkt proportional zur Auslenkung 3.42 an
Der Proportionalitätsfaktor gibt die Stärke der Wechselwirkung
an. Die Bezeichnung
entspricht der Nomenklatur in [49]
[83].
Das quadrierte Matrixelement 2.48 wird zu
Darin bedeutet die Phononen-Besetzungszahl (Gleichung 2.46),
den Wellenvektor
des Phonons,
die Massendichte und
das Volumen des
Halbleiters.
ist die Energie des Phonons gemäß der Dispersionsrelation.
Die unterschiedlichen Vorzeichen entsprechen der Emission und Absorption
eines Phonons.
Mit der Goldenen Regel von Fermi (Gleichung 2.47) wird die
Übergangswahrscheinlichkeit zu
Integration über alle nach Gleichung 2.57 ergibt die totale
Streurate
.
Bei einer Absorption eines Phonons erhöht sich die Energie des Elektrons
um
Analog gilt bei der Emission eines Phonons
Für die Computerimplementierung wird folgende Form der beiden Gleichungen
verwendet, in die die Länge des Wellenvektors eingeht,
Der Faktor gibt die Anzahl der möglichen Täler an, in die das Elektron
gestreut werden kann. Erfolgt die Streuung zwischen Tälern gleicher
Orientierung -
man spricht von g-Streuung (Abb 3.4) - so ist
. Im Fall
von f-Streuung - das Endtal liegt normal zum Anfangstal - ist
.
In einer Simulation muß das Tal nach der Streuung unter den vier möglichen
mit gleichverteilter Wahrscheinlichkeit ausgewählt werden. Damit der Zustand
nach der Streuung endgültig festgelegt ist, wird der Streuvorgang als
isotrop im transformierten
-Raum angenommen.
Abbildung 3.4: Veranschaulichung der Zwischentalstreuung in Silizium.
Zwischentalstreuung kann auch durch akustische Phononen verursacht werden. Dieser Fall wird formal gleich wie die soeben beschriebene optische Deformationspotential-Streuung behandelt [49] [64].