При наличии периодических потенциалов в энергетическом спектре кристаллических материалов наблюдаются уникальные структуры и свойства.

Несколько примеров энергетических спектров, которые возникают под воздействием периодических потенциалов:

1. Зона Бриллюэна: Периодические потенциалы создают зоны запрещенной проводимости и зоны разрешенной проводимости, создавая энергетическую зонную структуру, известную как зоны Бриллюэна. Внутри каждой зоны Бриллюэна наблюдаются уровни энергии электронов, которые определяют электронные состояния и взаимодействия в материале.

2. Минизоны: Периодический потенциал может приводить к появлению минизон – субзон с отдельными энергетическими уровнями внутри зон Бриллюэна. Минизоны могут возникать из-за дополнительных периодических возмущений, вызванных несовершенствами в кристаллической решетке.

3. Фотонные зоны: В фотонике периодические потенциалы приводят к образованию фотонных зон, где возможны определенные энергетические состояния фотонов. Это приводит к образованию фотонных кристаллов, которые обладают фотонной запрещенной зоной и имеют особые оптические свойства.

4. Дисперсионные отношения: В периодической структуре материала энергетический спектр может иметь сложные дисперсионные отношения, определяющие изменение энергии электронов в зависимости от их импульса. Это может приводить к образованию фотонных колебаний и волноводных эффектов.

5. Поверхностные состояния: Периодический потенциал может создавать поверхностные состояния, которые сосредоточены вблизи поверхности материала. Эти состояния могут иметь особые энергетические уровни и свойства, связанные с границей материала.