Зонная теория

Свечение кристаллофосфоров удобно объяснить, исходя из зонной теории кристаллов. [c.362]

Использование зонной теории. Согласно зонной теории, для объяснения электрических и оптических свойств кристаллов важное значение имеют как последняя заполненная (валентная зона), так и первая незаполненная (зона проводимости) зоны. При внедрении в кристалл чужеродных ионов возникают уровни, в запрещенной зоне расположенные несколько выше вершины валентной зоны решетки и ниже дна зоны проводимости. Эти уровни локализуются около конкретного иона и поэтому называются локальными. [c.362]

Основной источник трудностей, с которым сталкиваются теории Друде—Лорентца и Зоммерфельда, связан с приближением свободных электронов. Учет взаимодействия электронов с кристаллической решеткой и между собой сделан в зонной теории твердых тел, основы которой будут рассмотрены ниже. [c.210]

Таким образом, эксперимент достаточно определенно свидетельствует о том, что несмотря на отсутствие дальнего порядка в аморфных веществах хотя бы отдельные черты зонной теории со-23 355 [c.355]

Рассмотренные нами представления позволяют перенести на аморфные вещества то объяснение различия между диэлектриками, полупроводниками и металлами, которое было дано в обычной зонной теории твердых тел. Если уровень Ферми лежит в области нелокализованных состояний, то вещество представляет собой металл. Его сопротивление при 7- 0 К стремится к некоторому конечному значению. Если же уровень Ферми при низких температурах находится в интервале энергии, занятом локализованными состояниями, то материал представляет собой полупроводник или диэлектрик. Здесь возможны два типа проводимости [c.359]

Во второй главе — Элементы зонной теории твердого тела — читателю даются необходимые сведения об энергетическом спектре электронов в твердом теле, о разделении веществ на металлы, полупроводники и изоляторы. [c.3]

ЭЛЕМЕНТЫ ЗОННОЙ ТЕОРИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА [c.46]

В зонной теории твердого тела в рассмотрение часто вводят функции Ufe (г), определяемые равенством [c.68]

С точки зрения зонной теории твердого тела отсутствие металлической проводимости свидетельствует о том, что нет частично заполненных зон в изоляторе каждая зона либо полностью заполнена, либо полностью свободна от, электронов. [c.82]

ПРИЛОЖЕНИЯ ЗОННОЙ ТЕОРИИ [c.87]

Рассмотренная в предыдущей главе зонная теория твердых тел в настоящее время является основой объяснения различных физических свойств и генезиса атомно-кристаллической структуры твердых тел. Цель данной главы — показать возможности зонной теории на некоторых характерных примерах. [c.87]

Расщепление зависит от расстояния между ямами с увеличением расстояния расщепление уменьшается, стремясь к нулю при бесконечном расстоянии между ямами (рис. 91, в). Свойство расщепления уровней при наличии ряда потенциальных ям играет очень большую роль в зонной теории твердых тел (см. 66). Здесь мы заметим лишь, что если бы вместо двух ям было три, то каждый из уровней расщепился бы на три подуровня. Вообще при наличии N ям каждый из уровней расщепляется на N подуровней. Это утверждение будет использовано в зонной теории твердых тел. [c.301]

Основные понятия зонной теории твердых тел [c.331]

Пусть теперь зона проводимости частично заполнена (полностью она не может быть заполненной, потому что в этом случае, по определению, она была бы валентной зоной). Под влиянием внешнего электрического поля электроны зоны проводимости могут переходить на другие уровни той же зоны, так как расстояние между различными уровнями одной и той же зоны мало. При этих переходах образуется преимущественное направление ориентации импульсов электронов, что соответствует появлению электрического тока. Следовательно, соответствующий кристалл - проводник. В терминах зонной теории можно сказать, что [c.340]

Подробное рассмотрение физических процессов в полупроводниках завело бы нас слишком далеко в зонную теорию твердого тела. Поэтому ограничимся перечислением нужных нам свойств полупроводников без обсуждения механизма явлений. Хорошо (до 10" % и выше) очищенный от примесей полупроводниковый кристалл при комнатных температурах имеет ничтожно малую (по сравнению с металлами) электропроводность. Все электроны находятся в связанных состояниях. Для выбивания электрона ему надо сообщить энергию выше некоторой пороговой. Пороговая энергия имеет порядок 1 эВ (0,7 эВ для германия Ge и 1,1 эВ для кремния Si). В среднем на образование пары ионов в полупроводнике тратится энергия примерно 3 эВ — на порядок меньше, чем [c.503]

Различие между проводниками, диэлектриками и полупроводниками наиболее наглядно иллюстрируется с помощью энергетических диаграмм зонной теории твердого тела. [c.82]

Электронная электропроводность может наблюдаться в газообразных, жидких и твердых диэлектриках. Она становится преобладающей в сильных электрических полях. Процесс электронной электропроводности кристаллических твердых диэлектриков объясняют на основе представлений зонной теории электропроводности твердых тел. [c.138]

Классификация веществ по электрическим свойствам. Все вещества в зависимости от их электрических свойств относят к диэлектрикам, проводникам или полупроводникам. Различие между проводниками, полупроводниками и диэлектриками наиболее наглядно можно показать с помощью энергетических диаграмм зонной теории твердых тел. [c.12]

Рис. В-8. Энергетические диаграммы диэлектриков (а), полупроводников (б) и проводников (в) при нуле Кельвина в соответствии с зонной теорией твердого тела

Высвечивание может происходить как в отдельных центрах (молекуле, ионе или комплексе), так и при участии всего вещества люминофора. Например, при рекомбинационном свечении процесс преобразования энергии возбуждения в люминесценцию протекает, как отметили, следующим образом сначала в результате возбуждения происходит разделение разноименно заряженных частиц, затем они рекомбинируют с новыми партнерами , в результате чего в люминесценции участвует весь люмино( р. К аналогичному выводу придем и при объяснении высвечивания кристаллофосфоров на основе зонной теории. В этой связи различают два класса свечения так называемое свечение дискретных центров и свечение вещества. Под свечением дискретных центров понимают люминесценцию, развивающуюся в пределах отдельных частиц, выделенных из остального вещества среды. В случае люминесценции вещества, как отметили выше, при поглощении, переносе к месту излучения и излучении энергии участвует все вещество люминофора. Подобная классификация люминесценции была введена В. Л. Лев-шиным. [c.359]

Существование металлов, полупроводников и диэлектриков, как известно, объясняется зонной теорией твердых тел, полностью основанной на существовании дальнего порядка. Открытие того, что аморфные вещества могут обладать теми же электрическими свойствами, что и кристаллические, привело к переоценке роли периодичности. В 1960 г. А. Ф. Иоффе и А. Р. Регель высказали предположение, что электрические свойства аморфных полупроводников определяются не дальним, а ближним порядком. На основе этой идеи была развита теория неупорядоченных материалов, которая позволила понять многие свойства некристаллических веществ. Большой вклад в развитие физики твердых тел внесли советские ученые А. Ф. Иоффе, А. Р. Регель, Б. Т. Коломиец, А. И. Губанов, В. Л. Бонч-Бруевич и др. Губановым впервые дано теоретическое обоснование применимости основных положений зонной теории к неупорядоченным веществам. [c.353]

Точные калориметрические измерения в гелиевой области температур начались в 1930 г., когда был создан весьма чувствительный термометр из фосфористой бронзы. Вскоре же был открыт скачок теплоемкости у сверхпроводников и затем обнаружена электронная теплоемкость в металлах, поведение которой, как было установлено, соответствует теоретическим предсказаниям. Продолжала развиваться п теория теплоемкости для некоторых элементов была детально разработана теория колебаний решетки. Разработка зонной теории твердых тел нриве [а к дальнейшему усовершенствованию теории электронной теплоемкости. [c.315]

Зонная теория [13, 14]. Трудно ожидать, что представление о свободных электронах будет одинаково хорошим приближением для всех металлов. Соотношение (8.6), определяющее уровни энергии, справедливо лишь для частицы в поле с постоянным потенциалом, тогда как на самом деле потенциальная энергия электрона в металле не постоянна, а зависит как от строения иоиной решетки, так и от состояний других электронов. Определение ее точного вида приводх1т к задаче самосогласованного поля, подобной рассмотренной Хартри. Решение Зоммерфельда, исходившего из предположения о постоянстве потенциала, является, по сути дела, первым приближением к решению такой задачи. Второе приближение можно построить, предполагая, что потенциал, обусловленный самими электронами, постоянеп, и учитывая в уравнении Шредингера лишь иоле положительных ионов решетки. Для приближенного решения соответствующего уравнения Шредингера были предложены различные методы, позволяющие провести хотя бы качественное обсуждение поведения электронов в реальных металлах. [c.324]

Для сверхпроводников результаты прямых калориметрических измерений сравниваются с данными, заимствованными из последнего обзора Эйзенштейна [15] по определению у но значениям критических магнитных нолей. Кроме того, в тексте обсуждаются значения вычисленные на основе зонной теории. Ссылки на эти вычисления имеются в обзорных статьях Рейнора [16], Доунта [17) и Мотта [18]. [c.335]

Значение у=7,1 мджоуль/моль- град-, оиределенное Флетчером теоретически на основе зонной теории, хорошо согласуется с величиной у = 7,4, полученной на основании калориметрических измерений. [c.357]

Классический обзор электронной теории металлов, включающий как теорию свободного злектоонного газа Зомдкрфельда, так и приложения зонной теории. [c.372]

Золото 158, 163,164, 166, 169, 170, 182, 191, 192, 194, 200, 209, 268, 270, 273, 275, 293, 336, 339, 584, 585, 589, 593 Зоммерфельда электротшая теория металлов 158, 322 Зонная теория 324, 326, 335, 357 [c.928]

Зонная теория твердого тела удовлетворительно объясняет специфические особенности полупроводникав. Эта теория является следствием применения квантовой механики к проблеме твердого тела, но зонная модель распространяется и на апериодическое поле, свойственное некристаллическим веществам. Наличие жидких и аморфных полупроводников свидетельствует о том, что полупроводниковые свойства в первую очередь определяются природой химической связи данного атома с его ближайшим окружением, т. е. ближний порядок является определяющим. Разумно под термином химическое строение понимать совокупность энергетических, геометрических и квантовохимических характеристик вещества (порядок, длина и энергия связи, рашределение и пространственная направленность электронных облаков, эффективные заряды и т. д.). Но главным в учении о химическом строении является природа химической связи всех атомов, входящих в состав данного вещества. [c.94]

Механизм свечения кристаллофосфоров. Свечение кристаллофосфоров описывается зонной теорией твердого тела. Кристалло-фосфоры представляют собой ионные кристаллы с вкрапленными в них ионами активатора и плавня. Электроны атомов металла связываются с атомами металлоида. Хотя отделение электронов в этом случае неполное, образующиеся отрицательные и положительные квазионы производят друг на друга сильное электростатическое действие, обеспечивающее большую прочность таких кристаллов. [c.183]

Все это определило построение гл. 2—5 данной книги. Во второй главе рассмотрены межатомные взаимодействия, энергия связи и некоторые свойства кристаллов с ионной и ван-дер-ваальсовой связями, в третьей — металлы в приближении свободных электронов, в четвертой — основы зонной теории твердых тел (а не только металлов), в пятой — применение зонной теории к определению энергии связи и свойств ряда твердых тел. Наиболее просто энергия связи рассчитывается для кристаллов, в которых между атомами действуют ван-дер-ваальсова или ионная связь. [c.20]

Формулируются основные положения зонной теории твердых тел и даются количественная оценка важнейших особенносте электронного спектра и общая характеристика электронных состояний. [c.335]

Разница между диэлектриками и полупроводниками, с точки зрени.я зонной теории, заключается в ширине запрещенной зоны условно принято считать, что если ширина запрещенной зоны Д Уо = 0,05 э- 3 эВ, то материал является полупроводником (рис. 1.3,б), а если значение ДWo > 3 эВ, материал относится к диэлектрикам (рис. 1.3,в). [c.8]

Согласно зонной теории электропроводности полупроводники отличаются малой шириной запрещенной зоны. В табл. 5-1 показана ширина запреш,енной зоны беспри-меснцх полупроводниковых элементов. [c.270]

ЭлектропроЕодность металлов. Общие представления о строении металлических проводников и о зонной теории электропроводности твердых тел были даны в В-1, [c.187]

Собственный полупроводник — полупроводник, не содержащий примесей, влияющих на его электропроводность. Общие представления зонной теории твердого тела, приведенные во введении, указывают, что для полупроводников характерно наличие не очень широкой запрещенной зоны в энергетической диаграмме (см. рис. В-8). Ширина запрещенной зоны полупроводниковых элементов приведена в табл. 8-2. Для наиболее широко используемых полупроводпикоп она составляет (0,8—4,0)-10" Дж (0,5—2,5 эВ). На рис. 8-1, а приведена энергетическая диаграмма собственного полупроводника, т. е. [c.231]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...