Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Зонная теория кристаллов




Зонная теория проводимости

Собственные примесные

Полупроводники

Электрический ток в полупроводниках

Полупроводники

ρ = 10-5 - 10-8 Ом*м

ρ

∆Е 1эВ

B, C, Si, P, S, Ge, As, Se, Sb, Sn, Te, I

+ оксиды, сульфиды, селенидыю, теллуриды

 

 

 

(естественные) (искусственные)

 

Ge, Si

 

Обладают электронной

проводимостью в зоне

проводимости и дырочной

проводимостью в валентной

зоне.

 

 

 

Классическая(электронная) теория проводимости очень просто получила закон Ома, закон Джоуля-Ленца, но бессильна в объяснении сверхпроводимости, поэтому возникло несоответствие эксперементальных данных с теорией и была разработа более широкая – зонная теория проводимости.

 

 

 

 

Е1
Е(эВ)
Состояние ионизации
Энергетическая схема одиночного атома лития

 

                 
   
 
 
 
 
 
   
 
   
Ядро
 
Ядро

 

 


1) Кристалл.

В кристалле из N атомов за счет их взаимодействия квантовое состояние изолированного атома расщепляется на N квантовых состояний с разными, но близкими энергиями =>зона

 

Е(эВ)

       
 
 
   

 


 

В сответствии с постулатами Бора, электрон в атоме может иметь только дискретные значения энергии.

При переходе с одного на другой энергетический уровень атом излучает фотоны определённой частоты. Каждый атом имеет свои частоты излученных и поглощённых фотонов, по которым из идентифицируют.

Проводники имеют кристаллическую решётку. При объединении изолированных атомов в кристаллическую структуру, происходят следующие события:

При сближении N штук атомов в одну кристаллическую структуру. За счёт их взаимодействия каждое квантовое энергетическое расстояние атома расщепляется на N новых состояний с разными, но близкими энергетическими уровнями, образуется энергетическая зона.

Для кристалла Li будет две зоны.

В общем виде совокупность атомов может иметь несколько полностью заполненных электрических зон по числу электронных оболочек у атома.

Самая верхняя из полностью заполненных зон называется валентной. Выше валентной зоны находится зона проводимости. Разделены эти зоны запрещёнными зонами. Ширина запрещённой зоны различна и достигает 1 эВ.

Проводимость электрического тока – это переход электрона из валентной зоны в зону проводимости или с одного энергетического подуровня на другой более высокий в самой зоне проводимости.

Если зона проводимости пуста, то это диэлектрик и чтобы он стал проводником нужно из валентной зоны электроны «перетащить» в зону проводимости. Тогда это вещество начнёт проводить электрический ток. У металлов зона проводимости заполнена частично, поэтому достаточно небольшой энергии , чтобы перевести электрон с одного энергетического подуровня на другой. Это тысячные, сотые доли эВ.


Валентная зона – самая высоколежащая, полностью заполненных электронами зон.

 

Зона проводимости – частично заполненная, расположена над валентной.

 

Запрещенная зона – отсутствуют разряженные частицы, квантовые состояние электронов запрещены.

 

               
   
 
     

 

 


Уровень Ферми ЕF – максимальная энергия, которой может обладать электрон при абсолютном нуле.

Между диэлектриками и проводниками находятся полупроводники, которые имеют на внешнем электронном уровне имеют 3,4,5 электронов.

Полупроводники имеют запрещённую зону между валентной и зоной проводимости. И передать электрону легче эту запрещённую зону.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-07-13; Просмотров: 880; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.