Главная Обратная связь

Дисциплины:






Понятие зонной теории твердых тел



Период поле в крист существенно измен энерг сост валентных эл-нов по сравнению с из сост в изолиров атоме или разряженном газе. В изолир атомах электр нах-ся в дискр энергетич состояниях. В тв теле энерг сост электр опред как взаимод их с ядром своего атома так и электр полем кристал решетки, т.е взаимодейств с другими атомами. Это приводит к тому что энергия электр в крист измен квазинепрерывно. Вместо дискр энерг ур-ня хар-ного для изолиров атома в тв теле содерж n взаимодейств атомов возник у близко распол друг от друга энерг ур-ней, кот образ энергетич зону. В крист образ зонный энергетич спектр электронов. Разрешен энерг зоны разд обл зонами запрещенных значений энергии электронов. Ширина ЗЗ соизмерима с шириной РЗ. С увеличением энергии кристалла ширина РЗ возрастает, а шир ЗЗ убывает.Разреш эн зоны в тв теле м.б. по разному заполнены электронами. В предельном случ они м.б либо целиком заполн либо соверш своб, а электр могут перех из одн разреш зоны в другую.

Зонная теория металлов и диэлектриков

Существ энерг зон позв объясн с елин т.зр сущ-ние металлов, диэл и им подобных. Различ в эн св-вах этих тв тел объясн в зон теории разл заполн электронами РЗ и шириной ЗЗ. Эти 2 фактора опред отнесение данного тв тела к проводн или диэлектрикам. Необх условием возм-ти того, чтобы тв тело м.б проводником является наличие своб энерг уровней на кот электр поле сторонних сил могло бы перевести электроны причем это стороннее может вызвать только внутризонный переход. Если валентн электроны атомов в кристалле неполн заполн ур-ни зоны разр знач энергии то эта зона называется Зпроводимости т.к наход в не электроны участвуют в создании тока проводимости. Под действ внешн электрического поля создав в крист источником электр энергии валентн электроны увеличивают свою энергию и переходят на более высокие энергетич ур-ни в зоне пров-ти при этом прих в упорядоченное движение и по кристаллу течет ток. Т.о если зона неполн занята валентн электр то тв тело всегда является проводником электр тока. В случае диэлектриков ур-ни валентн зоны полностью заняты диэл, а электроны не могут преодлеть потенциальный барьер ЗЗ при любом направлении внешнего электрич поля вплоть до пробойного.

Полупроводники

Полупроводники – кристал в-ва, у кот при 0К ВЗ полн заполнена электронами, а пров-ть их растет с повыш темпер. У металлов пров-ть с повыш температуры уменьшается. Электропров-ть хим чистых п-п называется собственной. ЭП или проводимость n-типа п-п возникает при перебросе изи ВЗ в ЗП. Для этого необходим затр энергию не меньше чем ΔWo ЗЗ. Эта энергия называется энергией актив собственной пров-ти. В случ п-п n типа пров-ть обусловлена налич электр пров-ти. Также существ п-п р-типа. В случае п-п р-типа ковал связи в атомах крист п-п нарушаются. Какой либо из валентн электр одного из атомов крист решетки покидает свое место в оставл им месте возникает избыток полож заряда т.н полож дырка. С т.зр зонной теории это означ что в валентн зоне крист появляется вакантный энергетич уровень. Дырка ведет себя как полож заряд, равный по велич заряду электрона. На освоб электроном место может перемест др электрон, т.е полож дырка появившаяся в другом месте. Во внешнем эл поле дырки будут перемещаться в напр вектора напряженности эл поля, т.е в ускорен куда под действ поля перемещался бы +заряд.





sdamzavas.net - 2020 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...