Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...

Статьи Чертежи Таблицы О сайте Реклама
Носителями электрического заряда в металлах и полупроводниках являются квазичастицы электроны в зоне проводимости и дырки в валентной зоне. По своим свойствам эти квазичастицы существенно отличаются от свободных частиц. Динамические свойства квазичастиц определяются зависимостью их энергии от волновых векторов (квазиимпульсов). Эта зависимость носит название закона дисперсии.

ПОИСК



Плотность электронных состоящий в шкале энергий

из "Теория твёрдого тела "

Носителями электрического заряда в металлах и полупроводниках являются квазичастицы электроны в зоне проводимости и дырки в валентной зоне. По своим свойствам эти квазичастицы существенно отличаются от свободных частиц. Динамические свойства квазичастиц определяются зависимостью их энергии от волновых векторов (квазиимпульсов). Эта зависимость носит название закона дисперсии. [c.149]
Для всех свободных частиц закон дисперсии стандартен Е (к) = = 1г к 12т, где т — масса частицы. В отличие от этого энергия квазичастицы к ) в кристалле является сложной периодической функцией волнового вектора. В пространстве волновых векторов зависимость 5 к) можно выразить геометрическими образами — изоэнергетическими поверхностями, соединяющими точки к -пространства, которым соответствует одинаковая энергия. [c.149]
Для свободной частицы изоэнергетические поверхности имеют всегда сферическую форму. Изоэнергетические поверхности электронов зоны проводимости и дырок в валентных зонах имеют весьма сложную форму. Теоретическое вычисление изоэнергетических поверхностей возможно только при использовании грубых приближений. Как было показано в 20, даже в простой кубической решетке изоэнергетические поверхности являются сферами только вблизи центра зоны Бриллюэна и вблизи ее восьми вершин. [c.149]
Большой вклад в исследование изоэнергетических поверхностей электронов в металлах внесли Лифшиц, Каганов и др. [55]. Теоретическому исследованию энергетического спектра электронов в металлах посвящена монография Харрисона [56]. [c.149]
Структура изоэнергетических поверхностей в валентной зоне зависит от энергий и элементов симметрии кристалла. Вблизи экстремальных значений Еа к ) внутри зоны Бриллюэна, т. е. значений ко, где Еая (К ) достигает минимального или максимального значения, изоэнергетические поверхности в -пространстве замкнуты. В непосредственной близости от точек это эллипсоиды. При этом главные значения эффективных масс положительны, если в этой точке энергия минимальна, и отрицательны, если — максимальна. Любая замкнутая изоэнергетическая поверхность вблизи точек минимума окружает область в к- пространстве, где энергия меньше, чем ее значение на поверхности. Следовательно, групповая скорость электрона =- гас1 ( ) направлена по внешней нормали к изоэнергетической поверхности. Вблизи точек максимума любая замкнутая поверхность окружает область, где энергия больше, чем на ее поверхности, поэтому скорость 1)д направлена по внутренней нормали к поверхности. [c.149]
При исследовании малых возбужденных состояний кристалла наибольший интерес представляет область к- пространства вблизи поверхности Ферми. Заполйепие состояний внутри области, ограниченной поверхностью Ферми, зависит от плотности квантовых состояний р ( ), приходяш,ихся на единицу энергии. [c.151]
Интегрирование выполняется по изоэнергетической поверхности в пределах одной зоны Бриллюэна вне зависимости от того, является изоэнергетическая поверхность замкнутой или открытой. [c.151]
Если энергетические зоны перекрываются, то полная плотность состояний получится суммированием вкладов перекрывающихся облаете . [c.152]


Вернуться к основной статье

© 2025 Mash-xxl.info Реклама на сайте