Полоса энергии в зонной модели

Мы видим, ЧТО каждам построеы. ая таким егюсобом зона представляет собой единое целое, хотя производные на внутренних границах могу г испытывать разрыв. В следующих параграфах мы будем каждую из этих областей рассматривать как полосу энергии зонной модели. [c.81]

Движение в периодич. поле V х г<г) У х) (где а — период) может служить моделью движения электрона в кристалле и иллюстрирует возникновение разрешённых и запрещённых зон (полос) энергии. Пусть Фз( ) и Фз( ) — два к.-л. линейно независимых решений ур-ния Шрёдингера, отвечающих определ. энергии S, Поскольку оператор сдвига на период поля коммутирует с гамильтонианом, ф-ции t >i x- -a) и фз(л +а) также будут решениями ур-ния Шрёдингера, принадлежащими тому же значению энергии. Поэтому они должны выражаться линейно через 9i(x) и Ф2( ) [c.287]

Теперь становится ясным смысл зон Бриллюэна в металле на границах зон имеется полоса энергий 2Fn, в которой нет разрешенных энергетических состояний. Существование такой запрещенной полосы энергий имеет решающее значение в частности, число электронов проводимости, приходящихся в кристалле-на один атом, в нашей простой изотропной модели будет определять, чем окажется кристалл — диэлектриком или проводником. Если число электронов проводимости окажется достаточным как раз для того, чтобы заполнить все доступные состояния в первой зоне Бриллюэна (2 электрона на атом) или в первой и во второй зонах (4 электрона на атом), то из-за наличия запрещенной полосы энергий не будет разрешенных состояний, в которые электрои мог бы перейти под влиянием внешнего поля. При этом протека- [c.82]

Смысл зон Бриллюэна в металле на границах зон имеется полоса энергий 2Уп, в которой нет разрешенных энергетических состояний. Существование такой запрещенной полосы энергий имеет решающее значение, в частности, число электронов проводимости, приходящихся в кристалле на один атом, в нашей модели будет определять, чем окажется кристалл -диэлектриком или проводником. Если число электронов проводимости окажется достаточным для того, чтобы заполнить все доступные состоянрм в первой зоне Бриллюэна (2электрона на атом) или в первой и во второй зонах (4 электрона на атом), то из-за наличия запрещенной полосы энергий не будет разрешенных состояний, в которые электрон мог бы перейти под влиянием внешнего поля. При этом протекание электрического тока окажется невозможным и кристалл будет вести себя как диэлектрик, если величина поля недостаточна для того, чтобы перебрость электрон в разрешенное состояние в следующей зоне Бриллюэна (рис.4.2). [c.16]

Первые попытки применения квантово-механической теории энергетического состояния электронов в диэлектриках и полупроводниках к интерпретации фотохимических и фотоэлектрических явлений в щелочно-галоидных кристаллах принадлежат П. С. Тар-таковскому [71]. На основе имевшихся в то время экспериментальных данных и общих соображений об энергетических уровнях в кристаллах Тартаковским впервые была построена схема энергетических уровней для ряда щелочно-галоидных соединений с учетом локальных электронных состояний различных центров окраски. Анализируя электронные переходы между различными уровнями энергии кристалла, можно было объяснить ряд оптических и фотоэлектрических свойств окрашенных кристаллов ще-лочно-галоидных соединений с единой точки зрения. Однако в отличие от полупроводников, для которых свет в области их фундаментального поглощения является фотоэлектрически активным, в щелочно-галоидных кристаллах не наблюдается внутреннего фотоэффекта под действием света в области первой полосы собственного поглощения. По этой причине попытки применения зонной теории к толкованию всей совокупности явлений, связанных с собственным поглощением, фотопроводимостью и люминесценцией щелочно-галоидных кристаллов наталкивались на существенные затруднения. Некоторые фундаментальные экспериментальные факты относительно свойств окрашенных щелочно-галоидных кристаллов не получили объяснения ни в энергетической схеме Тарта-ковского, ни в подобных более всеобъемлющих схемах, предлагавшихся позднее. В частности, оставалась совершенно непонятной сама возможность образования в кристалле столь устойчивой окраски под действием света или рентгеновых лучей, какая в действительности наблюдается у щелочно-галоидных кристаллов. В самом деле, при образовании в процессе фотохимического окрашивания свободных электронов, локализующихся затем на уровнях захвата, в верхней зоне заполненных уровней энергии должны образоваться свободные положительные дырки. Вследствие диффузии этих дырок в верхней зоне заполненных уровней вероятность их рекомбинации с электронами, локализованными в центрах окраски, должна быть достаточной, чтобы кристалл быстро обесцветился даже в темноте. Между тем, известно, что окраска кристалла весьма устойчива и сохраняется в темноте очень продолжительное время. Возможность локализации положительных дырок в предлагавшихся квантово-механических моделях не рассматривалась. [c.30]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...