Переходы электронные

Эта работа может быть меньше теплоты сгорания Q, а может быть и больше, в зависимости от знака dL , /dT. Расчеты показывают, что для большинства ископаемых топлив L aK Q- Таким образом, эксергия органического топлива (в расчете на единицу его массы) примерно равна теплоте его сгорания, т. е. теоретически в работу можно превратить весь тепловой эффект реакции, например, в топливных элементах. Физически это понятно, поскольку в своей основе химическая реакция связана с переходом электронов в веществе организовав этот переход, можно сразу получить электрический ток. [c.56]

Воздействие ультразвука на электрохимические процессы, включающие и процессы электрохимической коррозии металлов, складывается из целого ряда эффектов 1) перемешивания, которое устраняет концентрационную поляризацию 2) активационного воздействия на реагирующие частицы и внедрения их в двойной электрический слой (изменение состояния ионных атмосфер и гидратации частиц, преимущественная ориентация ионов и молекул) 3) влияния на переход электронов (за счет возбуждения [c.368]

При температурах, близких к абсолютному нулю, в идеальном кристалле 5 или Ое ковалентные связи полностью заполнены и все электроны связаны с атомами, вследствие чего электропроводность отсутствует. При нагревании или освещении кристалла происходит освобождение электронов от ковалентной связи, возникает электропроводность — переход электронов из валентной зоны в зону проводимости. При этом на месте ушедшего электрона образуется незаполненная связь (дырка), которая может быть занята электроном из другой какой-нибудь связи. Одновременно незаполненная связь (дырка) может перемещаться по кристаллу. [c.387]

Вентильный фотоэффект. Вентильный фотоэффект — это явление возникновения э. д. с. при освещении контакта двух разных полупроводников или полупроводника металла в отсутствие внешнего электрического поля. На этом явлении основаны вентильные фотоэлементы, обладающие тем преимуществом перед фотосопротивлениями и внешними фотоэлементами, что они могут служить индикаторами лучевой энергии, не требующими внешнего питания. Но главная особенность вентильных фотоэлементов состоит в том, что они открывают путь для прямого превращения солнечной энергии в электрическую. В начале нашего века существовали фотоэлементы, работающие на контактах полупроводников и металлов. Однако в дальнейшем было показано, что наиболее эффективными являются фотоэлементы, основанные на использовании контакта двух полупроводников с р- и -типами проводимости, т. е. на так называемом р- -переходе. При освещении перехода в р-области образуются электронно-дырочные пары. Электроны и дырки диффундируют к р- -переходу. Электроны под действием контактного поля будут переходить в -область. Дырки же преодолевать барьер не могут и остаются в р-области. В результате р-область заряжается положительно, -область — отрицательно и в р-я-переходе возникает дополнительная разность потенциалов. Ее и называют фотоэлектродвижущей силой (фото-э. д. с.). [c.346]

Удаление электрона с внешней оболочки одного из атомов кристаллической решетки приводит к превращению этого атома в положительный ион. Этот ион может нейтрализоваться, захватив электрон у одного из соседних атомов. Далее, в результате переходов электронов от атомов к положительным ионам происходит процесс хаотического перемещения в кристалле места с недостающим электроном. Внешне этот процесс воспринимается как перемещение положительного [c.154]

Переходу электрона со стационарной орбиты под номером т на стационарную орбиту под номером п (рис. 304) соответствует переход атома из состояния с энергией Ет в состояние с энергией Еп. Этот переход на диаграмме энергетических уровней обозначается вертикальной стрелкой от уровня Ет к уровню Еп. [c.312]

Известно, что при квантовом скачке электрона в атоме с более высокого энергетического уровня на низкий испускается фотон. Фотоны не входят в состав электронной оболочки, а они лишь рождаются при соответствующих квантовых переходах электронов в оболочке. [c.236]

Очевидно, что, кроме описанного процесса образования пары электронов с противоположными зарядами должен существовать и обратный процесс перехода электрона из области положительных энергий на свободный уровень в области отрицательных энергий. В этом процессе, названном аннигиляцией, одновременно исчезают обычный электрон и дырка , что в соответствии с законами сохранения энергии и импульса должно сопровождаться переходом энергии покоя обоих электронов в энергию излучения двух Y-квантов. Разумеется, термин аннигиляция (в переводе означает уничтожение ) нельзя понимать в буквальном смысле слова, так как никакого уничтожения материи и энергии не происходит, а имеет место превращение одних частиц (е+ и е-) в другие (у-кванты) и переход энергии из одной формы в другую. Открытие в 1932 г. Андерсоном позитрона в составе космических лучей блестяще подтвердило взгляды Дирака. Электрон и позитрон были названы соответственно частицей и античастицей. [c.546]

Очевидно, что кроме описанного процесса образования пары электронов с противоположными зарядами должен существовать и обратный процесс перехода электрона из области положительных энергий на свободный уровень в области отрицательных энергий. В этом процессе, названном аннигиляцией, одновременно исчезают обычный электрон и дырка , что в соответствии с законами сохранения энергии и импульса должно сопровождаться переходом энергии покоя обоих электронов в энергию излучения двух у-квантов. Разумеется, термин [c.98]

Атом водорода в изолированном состоянии во внешней оболочке имеет Is электрон, так что ему не хватает одного электрона для того, чтобы получилась полностью заполненная оболочка ближайшего к нему инертного газа гелия. При постепенном сближении двух атомов водорода возможно перекрытие электронных оболочек и переход электрона от первого атома ко второму, а второго—к первому. При этом перекрытие может происходить без перехода электронов на более высокие энергетические уровни — электронные оболочки не полностью заполнены и принцип запрета Паули разрешает такое перекрытие. [c.76]

В алмазоподобных соединениях (сфалерит, вюрцит) образование четырех связей требует перехода одного—трех электронов от элементов V—УП групп к элементам I—П1 групп. Переход электронов и поляризация ведут к появлению эффективных зарядов на атомах, поэтому к ковалентной компоненте добавляется небольшая ионная компонента. [c.81]

Изменение подвижности носителей в сильных полях связано с переходом электронов из минимума А в минимум Б. При слабых полях электроны находятся в термодинамическом равновесии с решеткой. Поскольку энергия электронов в обычных условиях много меньше расстояния (по шкале энергий) между минимумами вТ< АЕ, практически все электроны занимают уровни в минимуме А, т. е. па=по. Плотность тока в этом.случае [c.257]

Эффект Зинера. Его наблюдают в очень сильных полях (больше 10 В/м). Увеличение концентрации носителей в этом случае осуществляется за счет туннельного перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости. У полупроводника, помещенного в электрическом поле, наблюдается наклон энергетических зон, тем больший, чем выше 17 [c.259]

Собственное поглощение. Оно связано с переходами электронов из валентной зоны в зону проводимости. Выше уже отмечалось, что в идеальном полупроводнике при 7 = 0К валентная зона заполнена электронами полностью, так что переходы электронов под действием возбуждения в состояние с большей энергией в этой же зоне невозможны. Единственно возможным процессом здесь является поглощение фотона с энергией, достаточной для переброса электронов через запрещенную зону. В результате этого в зоне проводимости появляется свободный электрон, а в валентной зоне—дырка. Если к кристаллу приложить электрическое поле, то образовавшиеся в результате поглощения света свободные носители заряда приходят в движение, т. е. возникает фотопроводимость. Таким образом, для фотонов с энергией hvдлин волн (т. е. больших hv) имеет место сплошной спектр интенсивного поглощения, ограниченный более или менее крутым краем поглощения при hvинфракрасной области спектра. В зависимости от структуры энергетических зон межзонное поглощение может быть связано с прямыми или непрямыми оптическими переходами. [c.307]

Пусть границы энергетических зон в к-пространстве соответствуют рис. 9.2,а. В этом случае переходы электронов через запрещенную зону происходят прежде всего между энергетическими состояниями, соответствующими экстремумам разрешенных зон, т. е. при значениях волнового вектора к или квазиимпульса Р, близких к нулю. Для переходов должно выполняться квантово-механи-ческое правило отбора [c.308]

Межзонное рекомбинационное излучение. Выше отмечалось, что поглощение света полупроводником может привести к образованию электрона в зоне проводимости и дырки в валентной зоне. Если межзонный переход является прямым, то волновые векторы этих носителей заряда одинаковы к —к. Образовавшиеся свободные носители заряда участвуют в процессах рассеяния, в результате чего за время релаксации —10 с) электрон опускается на дно зоны проводимости, а дырка поднимается к потолку валентной зоны. При их рекомбинации генерируется фотон, т. е. возникает излучение света. Переходы электронов из зоны проводимости в валентную зону могут быть прямыми и непрямыми (так же как переходы при поглощении света). Прямой излуча-тельный переход изображен на рис. 9.7. [c.314]

В полупроводниках со сложным строением энергетических зон возможны непрямые переходы электронов из зоны проводимости в валентную зону, сопровождающиеся излучением фотона. В этом случае рекомбинация свободного электрона и дырки идет с участием фонона, что обеспечивает сохранение квазиимпульса. Наиболее вероятно излучение фонона. Если в полупроводнике протекают как прямые, так и непрямые процессы межзонной рекомбинации, то в спектре излучения наблюдается две полосы люминесценции. [c.315]

Переходы электронов из зоны проводимости на уровни мелких доноров (или [c.315]

В полупроводниковых лазерах наиболее распространенным методом создания инверсной населенности является инжекция неравновесных носителей заряда через р-/г-переход. Электронно-дырочный переход (р-п) — это переходная область, с одной стороны которой полупроводник имеет дырочную (р) проводимость, а с другой — электронную п). Необходимо отметить, что речь идет об одном образце, а не о контакте между двумя образцами р- и rt-типа. [c.317]

При образовании р-л-перехода электроны из /г-области диффундируют в р-область, а дырки из р-области в л-область. В результате этого в р-области вблизи р-л-перехода образуется отрицательный объемный заряд, а в области л-типа— положительный заряд. Таким образом возникает электрическое поле р-л-перехода, которое препятствует дальнейшей диффузии носителей. Объемные заряды приводят к смещению энергетических зон. Результирующая энергетическая диаграмма р-л-перехода показана на рис. 9.10. Условия инверсной населенности означают, что верхние уровни должны быть заполнены более чем наполовину по отношению к нижним. [c.317]

Путь, которым пользовался Бор при построении своей теории атома, был похож на тот, что был избран Планком при получении формулы излучения. Сначала создадим модель атома, удовлетворительно описывающую реально наблюдаемые спектральные закономерности, а затем будем искать в полученных соотношениях физический смысл. Бор сформулировал два постулата 1) в атоме существуют орбиты, вращаясь по которым электрон не излучает 2) излучение возникает при переходе электронов с одной стационарной орбиты на другую. При этом энергия hv излученного фотона равна разности энергий электрона на различных орбитах [c.164]

Второй постулат утверждает, что испускание или поглощение света происходит при переходе электрона с одной дозволенной орбиты на другую или, иными словами, при переходе атома с одного энергетического уровня на другой. Эти переходы называют квантовыми. При каждом таком переходе испускается (поглощается) один фотон его энергия fia равна разности энергий соответствующих уровней. Если, например, происходит квантовый переход с уровня на уровень (пусть Е >Е ), то испускается фотон с энергией [c.65]

Переход с одного энергетического уровня на другой. В 3.1 отмечалось противоречие, связанное с квантовым переходом электрона с одного уровня энергии на другой. Напомним суть этого противоречия. Чтобы перейти с уровня Ei на уровень Е , электрон должен поглотить фотон с энергией 1ь(и Е —Е . Если энергия фотона больше или меньше, чем Е, —Е , то такой фотон не будет поглощен электроном. Значит, находясь на уровне i, электрон должен знать об уровне Е , чтобы поглотить фотон с нужной энергией. Однако, чтобы знать об уровне Е2, электрон должен побывать на нем, чего он не может сделать, не поглотив фотона. Возникает порочный логический круг. [c.109]

Обсудим прямые и непрямые переходы электрона из валентной зоны в зону проводимости, используя рис. [c.149]

В отличие от металлов полупроводники имеют довольно сложный спектр оптического поглощения. В металле фотоны поглощаются электронами проводимости, совершающими переходы внутри энергетической зоны. Поэтому спектр поглощения металла непрерывен металлы поглощают излучение любой частоты. В полупроводниках фотоны могут поглощаться электронами валентной зоны (с последующим переходом в зону проводимости или на примесные уровни, находящиеся внутри запрещенной зоны), электронами на примесных уровнях (с переходом в зону проводимости или на другие примесные уровни), электронами проводимости (с последующими внутризонными переходами). Переходам электронов из валентной зоны в зону проводимости отвечает так называемая полоса собственного поглощения полупроводника она характеризуется наиболее высоким коэ-ф-фициентом поглощения. Частота о) р, соответствующая [c.164]

Предположим теперь, что на р-полупроводник с наружной стороны падает поток фотонов (рис. 7.13, б). Энергия фотонов превышает ширину запреш,енной зоны. Фотоны генерируют электроны проводимости и дырки, которые, возникнув, начинают диффундировать через р-область по направлению к р-п-переходу. Электроны проводимости являются для р-области неосновными носителями, поэтому внутреннее поле в р-п-переходе втягивает их в п-область. Что же касается дырок, то они являются для р-области основными носителями, поэтому поле в р-п-переходе задержит их и возвратит обратно в р-область. В результате происхо- [c.180]

Если принять для перехода ионов металла из точки Р (рис. 26) в междоузлия решетки окисла полупроводника п-типа, что W н — энергия, соответствующая этому переходу, Ф — энергия, необходимая для перехода электрона из металла в зону проводимости окисной пленки (рис. 27), а Е — энергия сиязи электрон—ион в междоузлии, то величина — Е будет энергией раство- [c.50]

Это уравнение называют логарифмическим. Соответственно, график, построенный в координатах у — g t + onst) или у — — Ig t (при t > onst) имеет вид прямой линии. Логарифмическое уравнение, впервые полученное Тамманном и Кестером [11], отражает поведение многих металлов (Си, Fe, Zn, Ni, Pb, d, Sn, Mn, Al, Ti, Та) на начальных стадиях окисления. Вначале справедливость этого уравнения ставилась под сомнение. Были сделаны попытки вывести уравнения на основе предположений о существовании специфических свойств оксидов, таких как наличие диффузионных барьеров и градиентов ионной концентрации и других. Эти предположения не получили экспериментального подтверждения. С другой стороны, было показано, что логарифмическое уравнение можно вывести из условия, 4TQ скорость окисления контролируется переходом электронов из металла в пленку продуктов реакции, причем эта пленка имеет пространственный электрический заряд во всем своем объеме (7, 12]. Преобладание заряда, обычно отрицательного, в оксидах вблизи поверхности металла, подобно электрическому двойному слою в электролитах, было установлено экспериментально. Таким образом, любой фактор, изменяющий работу выхода электрона (энергию, необходимую для удаления электрона из металла), например ориентация зерен, изменения кристаллической решетки или магнитные превращения (точка Кюри), изменяет скорость окисления, что и наблюдалось в действительности [13—15. Когда толщина пленки превышает толщину пространственно-заряженного слоя, определяющим фактором обычно становится скорость диффузии или миграции сквозь пленку. При этом начинает выполняться параболический закон, и ориентация зерен или точка Кюри перестают оказывать влияние на скорость окисления. Исходя из этого, можно сказать, что в начальной стадии оксидная пленка на металлах [c.193]

В обычных условиях атомы вещества излучают одновременно кванты различной энергии, так как переход электронов с одних орбит на другие не носит организованного характера, что и приводит к полихроматичности излучения. В зависимости от температуры тела изменяется его энергетическая светимость (она по закону Стефана—Больцмана пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры тела R = аР) и по мере увеличения температуры спектральный максимум излучения сдвигается в сторону более коротковолновой части спектра. [c.116]

Отрыв электрона может произойти и другими способами (при захвате /С-электрона ядром, при отрыве электрона под действием ядерного излучения того же элемента и поглощения соответствующего кванта рентгеновского излучения). На освободившееся место может перейти электрон одной из оболочек L, М, А/ и т. д. Все эти переходы создаются /(-серии рентгеновского спектра, состоящие из линий Ка, Kfi, Ку Очевидно, что в /С-серии самой длинной является /Са-линия, т. е. Аналогичным образом при переходе электронов па освободившееся место в L-оболочке из А1-, Л/-оболочек возникают La-, Lp-лииип и т. д. М- и Л/-серии рентгеновского спектра наблюдаются только у тяжелых элементов. Таким образом, спектры характеристического рентгеновского излучения состоят из линий, составляющ[[х несколько серий. [c.161]

Третий вид (3-радиоактивности — электронный захват (е-за-хват) был открыт американским физиком Альварецом в 1938 г. Он заключается в захвате ядром электрона из электронной оболочки собственного атома. Природа е-захвата была раскрыта при изучении сопровождающего его рентгеновского излучения. Оказалось, что оно соответствует переходу электронов на освободившееся место в электронной оболочке образующегося после б -захвата атома (А, Z—1). е-Захват имеет существенное значение для тяжелых ядер, у которых К-оболочка расположена близко к ядру. Наряду с захватом электрона из К-оболочки (/С-захват) наблюдается также захват электрона из /.-оболочки (L-захват), из М-оболочки (Л1-захват) и т. д. [c.139]

Рассмотрим более подробно механизм электрической неустойчивости, приводящий к высокочастотным осцилляциям тока. Это удобно сделать на примере опыта Ганна. Предположим, что к образцу полупроводника, имеющему форму параллелепипеда длиной L, приложено внешнее напряжение. Если полупроводник однороден, то электрическое поле в образце такм е однородно. Однако любой реальный кристалл содержит некоторые неоднородности. Наличие неоднородности с повышенным сопротивлением приводит к тому, что в этом месте образца напряженность электрического поля имеет повышенное значение. При увеличении напряженности внешнего поля значение Q р здесь достигается раньше, чем в остальной части образца. Вследствие этого в области неоднородности начинаются переходы из минимума А в минимум Б, т. е. появляются тяжелые электроны. Подвижность здесь уменьшается, а сопротивление дополнительно возрастает. Это приводит к увеличению напряженности поля в месте локализации неоднородности и более интенсивному переходу электронов в минимум Б. Поле в образце становится резко неоднородным. Такая зона с сильным электрическим полем получила название электрического домена. [c.258]

Пусть внешнее напряжение прикладывается к образцу в момент времени U. При этом возникает ток, имеющий некоторое макси-МЗЛЬНОб ЗН2Ч6НИ0 силы ТОКЗ /max (рис. 7.28). Сразу же на одной из неоднородностей начинается образование домена. Этот процесс протекает очень быстро, так как постоянная времени, связанная с переходом электронов из минимума А в минимум , составляет примерно с. Сила тока резко уменьшается до значения /щщ, [c.258]

Поглощение свободными носителями. Поглощение фотонов может быть связано с переходами электронов (или дырок) с уровня на уровень в пределах одной и той же разрешенной зоны (рис. 9.4). Поглощение, связанное с этим процессом, наблюдается за краем собственного поглощения при достаточно больших концентрациях коснтелсй заряда в полупроводниках. Оно плавно возрастает с 310 [c.310]

Прямые и непрямые междузонные переходы. В ряде оптических явлений надо учитывать так называемые непрямые переходы электронов, в которых наряду с электронами участвуют фононы. [c.149]

Более интересны ситуации, когда энергия возбуждения поглощается в одном месте кристалла, а высвечивание происходит в другом месте. В случае фотолюминесценции это означает, что фотон излучения накачки поглощается в одном месте кристалла, а фотон люминесцентного излучения рождается в другом месте. Передача энергии возбуждения от одного места к другому осуществляется с помощью либо электронов проводимости н дырок, либо экситонов, которые представляют собой, как уже отмечалось, связанные электронно-дырочные пары. Поэтому подобные ситуации должны быть связаны с рождением либо электронов проводимости и дырок, либо экситонов. Соответствующие переходы (обусловленные поглощением энергии возбуждения) обозначены на рис. 8.2 цифрами 3, 4, 5. Переход Л есть переход электрона из валентной зоны в зону проводимости при этом рождаются электрон проводимости и дырка. Переход 4 связан с рождением экситона. Переход 5 есть переход электрона с оиювного уровня иона-активатора в зону проводимости при этом рождается электрон проводимости. [c.189]

Клеменс [124] оценил упомянутый дополнительный тепловой поток следующим образом. Поток состоит из двух частей из добавки к Qn, возникающей вследствие условия Ф О, и теплоты, вызванной тем, что при переходе электронов из сверхпроводящего в нормальное состояние поглощается некоторая энергия, которая затем высвобождается при обратном процессе. В (25.6) последним эффектом мы пренебрегли, воспользовавшись в (25.5) выражением для справедливость такого пренебрежения вытекает из следующих рассуждений. Так как / = 0, / = / и так как в сверхпроводниках в стационарном состоянии электрическое поле 7 = 0 или по крайней мере мало ), то / будет порядка L,j (/sTr/QгдеЬ — коэффициент переноса (14.11), в котором учтено рассеяние статическими дефектами и вклад токов только в нормальных областях. Тепло, переносимое / порядка КТ, т. е. меньше на множитель(isTT/Q . Вторая добавка к имеет порядок так как скрытая теплота перехода из нормального в сверхпроводящее состояние на один электрон Эта добавка равна примерно Ь КТ IQ К Т рУТ, что значительно больше тенла, переносимого В свою очередь меньше на множитель порядка КТи-р.1%, поэтому циркуляционный механизм не дает заметного вклада в полную электронную теплопроводность ) отсюда вытекает, что в (25.5) должна фигурировать именно С . [c.298]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...