Электронов рассеяние на атомах

Физические факторы, которые влияют на подвижность носителей, в полупроводниках те же самые, что и в металлах, т. е. рассеяние электронов на колебаниях кристаллической решетки и на атомах примеси. Однако зависимость подвижности носителей от температуры в полупроводниках совершенно другая, чем в металлах. Это обусловлено зависимостью распределения носителей заряда в полупроводниках от температуры уже при их небольших энергиях, в то время как в металлах распределение энергии электронов от температуры из-за большей их средней энергии начинает зависеть от температуры лишь при высоких энергиях. В полупроводниках подвижность носителей из-за рассеяния на колебаниях кристаллической решетки с ростом температуры убывает как а их подвижность из-за рассеяния на атомах примесей увеличивается пропорционально В результате этого полная электропроводимость в зависимости от температуры имеет минимум при некоторой температуре. Детали этой зависимости довольно сложны и здесь не приводятся. [c.355]

Потенциал взаимодействия при рассеянии электрона атомом примеси, закрепленным в точке Го, есть ш ( г — Го I)- В свободном состоянии атом примеси при рассеянии испытывает отдачу, в реальном же кристалле он связан со своими соседями. Используя аппроксимацию п. 4 4, оцените вероятность того, что при рассеянии отдача не произойдет (при нулевой температуре). Получите грубую оценку для случая рассеяния на атоме цинка в меди. [c.512]

Характерной особенностью рассеяния электронов проводимости на атомах примесей является его упругость. Ввиду большой массы атомов и их привязанности к решетке, энергию электрона при столкновении можно считать не меняющейся. Покажем, что уже одного только предположения об упругости рассеяния достаточно, чтобы связать простой формулой электро-и теплопроводность металла. [c.394]

В 1904 г. английский физик Томсон предложил первую модель атома, согласно которой атом представляет собой положительно заряженный шар размером 10 см с взвешенными внутри него электронами. Эта модель казалась более или менее удовлетворительной до тех пор, пока в 1909 г. она не вступила в противоречие с результатами опытов по изучению рассеяния а-частиц на тонких металлических пленках. В этих опытах было обнаружено, что наряду с рассеянием на малые углы, которое соответствует расчетам кулоновского взаимодействия а-частиц с атомом типа Томсона, в некоторых случаях а-частицы испытывают отклонения на очень большие углы (больше 90°). Для объяснения таких отклонений модель Томсона абсолютно непригодна. [c.15]

Подвижность. В примесных полупроводниках носители заряда рассеиваются не только на фононах, но и на ионизованных атомах примесей. Например, в донорном полупроводнике свободные электроны, движущиеся вблизи иона примеси, заряженного положительно, изменяют свою траекторию так, как показано на рис. 7.21. Ясно, что чем выше скорость электрона, тем меньше его отклонение. Расчеты показывают, что подвижность, обусловленная рассеянием на ионизованной примеси, в случае невырожденного электронного газа [c.253]

В легких атомах доля слабо связанных с ядром электронов достаточно велика, поэтому эффект Комптона на таких атомах наблюдается. Смещенная линия в спектре рассеянных рентгеновских лучей имеет в данном случае интенсивность, превышающую интенсивность несмещенной линии, обусловленной рассеянием на сильно связанных электронах. По мере перехода ко все более тяжелым атомам уменьшается [c.77]

Рассеяние на нейтральных атомах эффективно при низких температурах для быстро движущихся электронов (хвост теплового распределения), тогда как для медленно движущихся преобладающим является рассеяние на ионизированных примесных центрах. [c.132]

РАССЕЯНИЕ ЭЛЕКТРОНОВ НА АТОМАХ И МОЛЕКУЛАХ [c.393]

Таблица 18.4. Транспортное сечение рассеяния электронов на атомах и молекулах, см [27]

Электроны, проходя через вещество, теряют энергию, главным образом, на ионизацию, возбуждение атомов вещества и на тормозное излучение. В каждом акте взаимодействия с атомными электронами для падающего электрона велика вероятность потерять существенную долю своей энергии и выбыть из пучка вследствие рассеяния на большой угол. Поэтому для электронов нет понятия среднего пробега в веществе, а говорят лишь о максимальной глубине проникновения (или экстраполированном пробеге). Достаточно точной теории, позволяющей получить формулу потерь энергии для электронов, нет. [c.1170]

Постановка задачи в теории столкновений. Если параллельный пучок частиц, например электронов, падает на некоторую частицу, например атом, то в результате взаимодействия с этим атомом частицы пучка могут, во-первых, изменить направление своего движения и, во-вторых, претерпеть изменение энергии. Если столкновение произошло без изменения энергии сталкивающихся частиц, то говорят об упругом столкновении (рассеянии). Столкновение с изменением энергии сталкивающихся частиц называется неупругим. [c.234]

Остаточное сопротивление металлов. При не очень низких температурах электрическое сопротивление металлов обусловливается главным образом рассеянием электронов на атомах кристаллической решетки металла. В результате актов рассеяния электронов происходит в среднем передача энергии от электронов к атомам кристаллической решетки. Передача энергии обусловливает возникновение электрического сопротивления. Атомы колеблются в узлах кристаллической решетки, и полученная ими энергия преобразуется в энергию колебаний. Колебания решетки описываются как возбуждения твердого тела, называемые фононами, а вся совокупность колебаний успешно описывается понятием фононного газа. Электрическое сопротивление в этой картине является результатом элект-рон-фононного взаимодействия. [c.370]

Длина волны электрона = (h/p ). При импульсе, соответствующем энергии Ферми р = - /2т Еф, величина меньше ангстрема. Такая волна претерпевает сильное рассеяние на препятствиях, если размеры препятствия сравнимы с длиной волны. Следовательно, электроны рассеиваются как на атомах, так и на электронах. [c.456]

Таким образом, время релаксации рассеяния электронов электронами обратно пропорционально квадрату температуры, и, следовательно, свободный пробег электронов в этом случае Л , а 1/Т . При рассеянии электронов колеблющимися атомами (рассеяние на фононах) э(1к )ективное сечение рассеяния, как это уже отмечалось, пропорционально Т, и поэтому Л ф 1/Т. Это выражение относится к высоким температурам, когда число фононов, как будет ясно из следующего параграфа, пропорционально температуре Т поэтому и число рассеивающих центров (какими являются фононы) пропорционально Т. [c.458]

Член вТ, характеризующий влияние электрон-электронного рассеяния, обычно мал и может быть отброшен. Поэтому останутся лишь члены р/Г и аТ , характеризующие рассеяние электронов на примесных атомах и на фононах. Следовательно, при низких температурах [c.460]

Бета-частицы (быстрые электроны) теряют свою энергию в процессе неупругого рассеяния на орбитальных электронах и при столкновении с ядрами атомов. Рассеяние р-частиц приводит к возбуждению или ионизации атомов вещества. [c.11]

Основным механизмом взаимодействия быстрых нейтронов с веществом является упругое рассеяние на ядрах атомов. В среднем нейтрон передает атому мишени энергию, равную Е/А. Атомы средних или тяжелых элементов, получив энергию от быстрого нейтрона, движутся со скоростью, значительно меньшей скорости внешних орбитальных электронов, поэтому должна происходить не ионизация их, а потеря энергии в основном за счет упругих столкновений с другими атомами твердого тела. В результате только небольшая часть энергии нейтрона теряется на иони- [c.281]

В области низких температур основное значение часто имеет рассеяние на ионизированных примесных атомах. Рассеяние состоит в том, что ноны примеси отклоняют электроны, проходящие вблизи них, меняя направление скорости их движения (рис. 7.4). Это рассеяние практически столь же хаотично, как и рассеяние на колебаниях решетки, так как электроны пролетают от заряженных центров на различных расстояниях и отклоняются на разные углы. [c.185]

Более сложен вопрос о величине электрич, (зарядового) формфактора Н. Geo- Из экспериментов по рассеянию на дейтроне можно сделать заключение, что Gga в интервале квадратов переданных импульсов (0—1) (ГэВ/с) . При о вследствие равенства нулю электрич. заряда Н. Оеп 0, однако экспериментально можно определить Эта величина наиб, точно находится из измерений длины рассеяния Н. на электронной оболочке тяжёлых атомов. Оси. часть такого взаимодействия определяется магн. моментом Н. Наиб, точные эксперименты дают длину пе-рассеяния a e —1,378(18)-10" см, что отличается от расчетной, определяемой магн. моментом Н. a g = —1,468-10 см. Разность этих значений даёт среднеквадратичный электрич. радиус Н. (г ) = = 0,088(12) Фили Оеп я )1 я = = —0)02 Ф . Эти цифры нельзя рассматривать как окончательные из-за большого разброса данных разл. экспериментов, превышающих приводимые ошибки. [c.268]

В разрешённых энергетич, зонах у П. характерные пики плотности электронных состояний обычно уже, чем в объёме, ввиду меньшего числа соседей у поверхностных атомов см, Плотность состояний). Коллективные электронные возбуждения (плазмоны) на П, имеют меньшую энергию, чем в объёме (в простейшем случае — в 1,/2 раза), и проявляются, нанр., в спектрах потерь энергии электронов, рассеянных в кристаллах. [c.654]

Длина волны рентгеновского излучения порядка размеров атомов, а их частота много больще собственных частот колебаний электронов в атомах. Поэтому рассеяние рентгеновского излучения на атомах сводится к рассеянию на отдельных электронах атомов, а поперечное сечение рассеяния на атоме является просто суммой поперечных сечений (2.5) рассеяния на электронах, входящих в атом (Стз = aZ, где Z-порядковый номер элемента), и не зависит от длины волны рентгеновского излучения. Это позволило в свое время определить число электронов в атоме. [c.25]

Рассеяние на нейтральных примесях в полупроводниках обусловлено кулоновскими и обменными силами, действующими между рассеивающимся электроном и атомом примеси. Используя аналогию с рассеянием на атоме водорода, обычно пользуются т. н, ф-лой Эр-гинсоя [c.276]

Электроны, выбитые из атомов в процессе ионизации, называются 6-электро нами. Так как их энергия велика по сравнению с энергией ионизации, то процесс образования б-электронов можно рассматривать как рассеяние тяжелой заряженной частицы на свободном электроне. Такой процесс соответствует рассмотренной выше импульсной картине рассеяния для случая, когда масса налетаюш,ей частицы много больше массы частицы мишени (см. рис. 72). Из рис. 72 следует, что угол xj вылета б-электро на заключен в пределах О -ф 90°, а его энергия изменяется в зависимости от угла в соответствии с формулой [c.227]

Задача, которая не была решена в работах Зомме])фельда и которую необходимо было решить для дальнейшего развития теории, заключалась в вычислении I — среднего свободного пробега электронов в процессе рассеяния на колебаниях решетки. Вначале Хаустои [7J пошел, по суш,еству, по пути В гна, предположив, что /1 изменяется пропорционально среднему квадрату амплитуды колебаний атомов. При этом он получил тот же результат р (7"/Ь) для Т > в и для Т с Н. Однако вскоре Хау-стон [8] и Блох [9] выяснили новые важные особенности процесса рассеяния. Оказалось, что акт рассеяния электроЕ1а колебаниями решетки, имеющими частоту V, может произойти только в том случае, если колебания решетки и электрон проводимости обменяются квантом энергии v. Таким образом, рассеяние )лектронов существенно неупруго, хотя при высоких температурах, когда кТ > Av, т. е. когда Т > О, его можно рассматривать как упругое, так как в этом случае обмен энергии сравнительно мал. Отсюда непосредствено следует, что при абсолютно.м нуле сопротивление, вызванное тепловыми колебаниями, должно исчезнуть, так как и электроны и решетка при понижении температуры быстро приходят в низшие энергетические состояния. Иными словами, нулевые колебания решетки не могут быть причиной появления сопротивления первоначально этот вывод вызывал некоторое сомнение. [c.160]

Наиболее распространенные процессы излучения и поглощения света в среде атомных и молекулярных частиц обусловлены переходами между их электронными состояниями и могут быть подразделены на три типа 1) свободно-свободные переходы (тормозное излучение и поглощение света при рассеяние электронов на атомах и ионах, сплошной спектр) 2) связанно-свободные переходы (фотоионизация атомов и молекул и фоторекомбинация электронов на ионах и нейтральных частицах, сплошной спектр) и 3) связанно-связанные (дискретные) переходы (линейчатый спектр атомов и полосатый спектр молекул). [c.794]

Зависимость поперечного сечения упругого рассеяния электронол на атомах аргона от энергии электрона [c.54]

Эффект Рамзауэра - Т аунсенда. Рамзауэр исследовал (1921) упругое рассеяние электронов на атомах аргона при энергиях электрона от меньше чем одного до нескольких десятков [c.54]

Проводниковые материалы представляют собой металлы и сплавы. Металлы имеют кристаллическое строение. Однако основное свойство кристаллического тела — анизотропность — не наблюдается у металлов. В период охлаждения металла одновременно зарождается большое количество элементарных кристаллов, образуются кристаллиты (зерна), которые в своем росте вступают в соприкосновение друг с другом и приобретают неправильные очертания. Кристаллиты приближаются по своим свойствам к изотропным телам. Высокая тепло-и электропроводность металлов объясняется большой концентрацией свободных электронов, не принадлежащих отдельным атомам. При отсутствии электрического поля равновероятны все направления теплового движения электронов в металле. Под воздействием электрического поля в движении электронов появляется преимущественное направление. При этом, однако, составляющая скорости электрона вдоль этого направления в среднем невелика, благодаря рассеянию на узлах решетки, Рассеяние электронов возрастает при уведичении степени искажения решетки. Даже незначительное содержание примесей, таких как марганец, кремний, вызывает сильное снижение проводимости меди. Другой причиной снижения проводимости металла или сплава может явиться наклеп— т. е. волочение, штамповка и т. п. Твердотянутая проволока имеет более низкую проводимость, чем мягкая, отожженная. При отжиге происходит рекристаллизация металла, сопровождающаяся повышением проводимости. Ее величина приближается к первоначальной благодаря восстановлению правильной формы кристаллической решетки. Во многих случаях желательно получение проводникового материала с низкой проводимостью такими свойствами обладают сплавы — твердые растворы двух типов. Твердыми растворами замещения называют такие, в которых атомы одного из компонентов сплава замещают в кристаллической решетке второго компонента часть его атомов. В твердых растворах внедрения атомы одного из компонентов сплава размещаются в пространстве между атомами второго, расположенными в узлах кристаллической решетки. Если атомы первого и второго компонентов сплава близки по размерам и строению электронных оболочек [c.272]

Электрические свойства. Изменение электрических свойств при облучении графита происходит вследствие образования электронных ловушек промежуточными атомами и рассеяния электронов [101,180, 226 ]. Так как электронные ловушки увеличивают число электронов-носителей, то электросопротивление должно уменьшаться. Однако электроны, рас-сеиваюш иеся на этих дефектах при низких температурах облучения, с избытком компенсируют этот процесс, приводя к повышению электросопротивления. При повышенных температурах облучения рассеяние электронов едва компенсирует уменьшение сопротивления, вызванное увеличением числа электронов-носителей. Опыты по исследованию влияния излучения на графит включают также анализ изменений тер моэлектродвижущей силы и магнитной восприимчивости. [c.191]

В результате такого влияния оптич. и электрич. свойства металлов взаимосвязаны чем больше статич, проводимость металла, тем сильнее он отражает свет. Отклонения возникают при низких темп-рах и на высоких частотах (видимая область спектра), когда важную роль играют квантовые эффекты, связанные с электронным рассеянием, мешзоыными переходами и др. В УФ- и более КВ-диапаэонах с излучением взаимодействуют электроны внугр. оболочек атомов, и, напр., в рентг. области спектра металлы уже не отличаются от диэлектриков по оптич. свойствам. [c.110]

М. высокой энергии тормозятся в веществе за счёт эл.-магн. взаимодействия с электронами и ядрами вещества. До энергий 10 —10 аВ М. теряют энергию в осн. на ионизацию атомов среды [прибл. 2МэВ/(г/си ) вещества, напр. 1,5 ГэВ на 1ум пути, проходимого в железе], Ср. пробег М, в этой-областн растёт пропорционально их энергии, а их угл. отклонение определяется многократным кулоновским рассеянием на ядрах вещества. Т. к. т , вероятность потери энергии М. в результате тормозного излучения или рождения пар е+е значительно меньше, чем для электронов (указанные процессы, а также расщепление атомных ядер начинают играть доминирующую роль при анергиях М. выше 10 эВ, ограничивая дальнейший линейный рост длины пробега М. в веществе с увеличением энергии). Эти факторы вместе с отсутствием у М. сильного взаимодействия обусловливают высокую проникающую способность М. как по сравнению с адронами, так и по сравнению с электронами и у-квантами. В результате М. космич. лучей не только легко проникают через атмосферу Земли,, но и углубляются в грунт на значит, расстояния (в зависимости от их энергии). В подземных экспериментах М. космических лучей с энергией больше lOi эВ регистрируются на глубине неск. км. [c.233]

Перенос излучения в условиях немгновенностн элементарного акта рассеяния. Изложенный выше раздел теории П, и. относится к области X а, где X — длина водны излучения, а — характерный масштаб макро-скопич. флуктуаций в среде, на к-рых происходит рассеяние. В этом случае элементарный акт рассеяния света единичным объёмом среды описывается в ур-нии (1) сечением рассеяния <т, соответствующим данному типу флуктуаций. Тано11 подход применим также и к нерезонансному рассеянию света на микроскопич. флуктуациях распределения частиц по координатам и импульсам. При этом о уже соответствует сечению рассеяния света отдельной частицей (когерентному, щ = е), или некогерентному комбинационному рассеянию света атомом или молекулой, комптоновскому рассеянию свободным электроном и др.). Общность формализма описания П. и. в указанных случаях базируется на мгновенности процесса рассеяния фотона средой (макроскопич. ансамблем или отдельной частицей), что и позволяет свести описание П. и. к замкнутому ур-нию (1) Для интенсивности. [c.567]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...