布洛赫振動

"實現Bloch振動的條件是：外加電場E要能使電子在平均自由時間τ內渡越Brilouin V/m才會發生Bloch振動。 因為在如此高的電場下半導體將要發生擊穿；為實現Bloch振動

Bloch oscillate （布洛赫振動）是利用超晶格材料來實現在電場作用下的一種振動效應。因為超晶格材料的超晶格周期，使得它具有一種較小的Brilouin區和較窄寬度的子能帶，則通過電場就可以把電子從子能帶底部（正阻區）加速到能帶的頂部（負阻區），則產生微分負電阻。假若電子群被加速到能帶頂端後, 不遭受散射, 而繼續被加速的話, 則電子在Brilouin區邊緣將發生Bragg反射，從而產生周期性的往復運動，這就是Bloch振動。實現Bloch振動的條件是：外加電場E要能使電子在平均自由時間τ內渡越Brilouin區，即要求（c是沿外加電場方向上的超晶格周期，布里淵區寬度為2π/c）2π/c ≤ qEτ/ ħ ，即 E ≥ h / (qcτ)。
對普通的晶體, 晶格周期≈10-10 m, τ≈ 10-12 s, 則電場E需要超過5×107 V/m才會發生Bloch振動。這實際上是行不通的, 因為在如此高的電場下半導體將要發生擊穿；為實現Bloch振動, 就應該增大超晶格周期或(和)增大電子的平均自由時間（提高晶體完整性和降低溫度）。不過, 若子能頻寬度<36 mev、子能帶的能隙>36 mev的話，則電子就不可能發射和吸收光學波聲子, 從而抑制了聲子散射, 這就可實現持續的Bloch振動（頻率為THz範圍）；然而，一般往往由於晶體存在有散射作用, 則難以實現Bloch振動，而通常只觀察到了微分負阻現象。