Polaron

Die Polaronen bezeichnen spezielle Quasiteilchen in Theorien der Deformation eines Kristalls.

Wenn sich Elektronen durch einen Kristall bewegen, erzeugen sie, auf Grund ihrer elektrischen Ladung, in ihrer Umgebung eine Polarisation. Die benachbarten Elektronen werden wegen der Abstoßung gleichnamiger Ladungen etwas zurückgedrängt, die benachbarten positiven Atomrümpfe dagegen angezogen.

Diese Polarisationswolke bewegt sich zusammen mit dem Elektron und bewirkt eine Erhöhung der effektiven Masse, besonders in sog. polaren Kristallen (z. B. mit unterschiedlichen Ionenladungen). Den Deformationen, die auf diese Weise erzeugt werden, ordnet man in theoretischen Annahmen selbstständige Quasiteilchen zu, die man Polaronen nennt.

Polaronen können nicht nur von Elektronen stammen, sondern auch von Protonen, Deuteronen oder Myonen. Ferner gibt es in magnetischen Kristallen sog. magnetische Polaronen, bei denen eine Art Magnetisierungswolke mitgeschleppt wird. Das Polaron ist in allen Fällen ein fermionisches Quasiteilchen, während man es sonst (z. B. beim Polariton, das nicht mit dem Polaron verwechselt werden sollte) fast stets mit bosonischen Quasiteilchen zu tun hat.

Literatur

• Charles Kittel: Einführung in die Festkörperphysik. Oldenbourg Wissenschaftsverlag, 2005, ISBN 978-3486577235, S. 459.