Проводимость, величина электронная

Скорость образования ионных соединений в отличие от полупроводников (скорость образования которых определяется перемещением ионов) определяется величиной электронной проводимости, которая зависит от концентрации электронных дефектов. [c.87]

Е АЕ). Нижний экситон-иый уровень (tt=l) расположен на расстоянии (по шкале энергии) ( / = от дна зоны проводимости. Величина [Ell есть энергия, которую надо затратить, чтобы разделить находящийся в основном состоянии экситон на электрон проводимости и дырку. При 8д=5 и 1 = =0,5 пг (т — электронная масса) получаем j il 0,25 эВ. При рекомбинации такого экситона освобождается энергия, равная АЕ— Ei. [c.152]

Эффекты акустоэлектронного взаимодействия. На опыте АЭВ проявляется либо непосредственно как эффект увлечения носителей заряда акустич. волной, либо в виде зависимости параметров акустич. волны (её скорости, коэф. поглощения и др.) от концентрации носителе проводимости, величины внеш. электрич. и магн. полей. АЭВ — одна из причин дисперсии звука в твёрдых телах. Получая в процессе АЭВ энергию, электроны рассеивают её при столкновениях с дефектами и тепловыми фононами, обусловливая электронное поглощение УЗ. Зависимость коэф. поглощения от частоты при этом может отличаться от квадратичной, предсказываемой классич. теорией (см. Поглощение звука). В полупроводниках в сильном электрич. поле поглощение звука сменяется его усилением. Усиление электрич. иолом НЧ-фононов (акустич. шумов) приводит к развитию электрич, неустойчивости в полупроводниках и возникновению акустоэлектрических доменов. АЭВ является источником электронной акустич. нелинейности, к-рая обусловливает зависимость от электронных параметров амплитуд акустич. волн, возникающих в результате нелинейного взаимодействия, эффекты электроакустического эха в полупроводниках и др. [c.56]

Это опять-таки есть удвоенная величина орбитального магнитного момента связанного электрона. Величина магнитного момента (36) называется магнетоном Бора и обозначается буквой р. При наличии спинового магнитного момента энергия системы в магнитном поле будет наименьшей, когда эти магнитные моменты выстраиваются параллельно направлению магнитного поля. Этим эффектом обусловлен спиновый парамагнетизм электронов проводимости. Величина этого эффекта мала, так как, согласно статистике Ферми, только для электронов с энергиями, близкими к энергии Ферми, есть свободные уровни, на которые они могут переходить, когда их спины ориентируются вдоль магнитного [c.98]

Удар электронного пучка о металлическую поверхность анода — твердую и холодную — вызывает механическое разрушение кристаллов металла. Поскольку длительность всего происходящего весьма мала, электронный пучок успевает расплавить и довести до весьма высокой температуры лишь ограниченный объем анода. Плотность тока при этом достигает величины, значительно превосходящей ту, при которой действует механизм проводимости свободными электронами, и электродинамические силы выбрасывают в межэлектродное пространство весь расплавленный и размягченный металл. [c.34]

Таким образом, по существу для всех металлов роль фононной проводимости заметна, а в ряде случаев имеет и решающий характер. Ее влияние определяется тем, что, во-первых, она является составной частью общей теплопроводности, а, во-вторых, ее величина, наряду с электронной структурой, определяет величину электронной теплопроводности. [c.378]

Чтобы перевести обсуждение на более прочную основу, лучше всего, по-видимому, начать с определения жидких полупроводников. Первой отправной точкой здесь служит определение, данное Иоффе и Регелем в их пионерской обзорной статье [144] Жидкими полупроводниками являются жидкости с электронной проводимостью, величина которой меньше обычного уровня электропроводности жидких металлов . Это отличие от расплавленных солей и молекулярных жидкостей, которые проводят электрический ток не с помощью электронов, кажется простым, но оно потребует некоторого уточнения. На другом конце области значений электропроводности линия разграничения жидких полупроводников и жидких металлов [c.13]

Каким образом это количественное отличие приводит к качественной разнице, можно увидеть, если учесть, что вероятность заполнения состояния задается больцмановским множителем А ехр (—Е/КТ), где энергия Е порядка величины щели, а КТ при комнатной температуре составляет 0,025 эВ. В полупроводниках больцмановский множитель может быть величиной порядка 10" , тогда как в изоляторах он может упасть до 10" или 10" . Поскольку в зоне проводимости имеется только 10 состояний ), можно ожидать, что в зоне проводимости изолятора электронов не окажется. Когда мы будем рассматривать изоляторы, мы увидим, что кроме отсутствия носителей проводимость затрудняется еще одним обстоятельством, связанным с большой шириной запрещенной зоны. Дело в том, что, если носители и созданы какими-либо иными способами, они обладают малой подвижностью. [c.157]

ДЕФОРМАЦИОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ - - изменение потенциальной энергии электрона в зоне проводимости при деформировании полупроводника. Деформирование изменяет ширину запрещённой зоны полупроводника и тем самым потенциальную энергию электрона в зоне проводимости. Энергия электрона изменяется при деформации кристалла на величину А = Dif Uif , где 0 — энергия при отсутствии деформации, Dif — тензор Д. п., uif — тензор деформации. Вместо тензора Д. п. для описания различных эффектов в по- [c.113]

В этом соотношении величина является коэффициентом пропорциональности и называется проводимостью. Величина R называется сопротивлением, она зависит от <трения>, которое испытывают носители зарядов при движении в среде. Проводники, в которых ток обусловлен перемещением свободных электронов, называются проводниками первого рода. [c.106]

Передача энергии УЗ волны эл-нам проводимости приводит к т. н. электронному поглощению УЗ и разогреву электронного газа. Величина электронного поглощения зависит от механизма АЭВ, частоты УЗ, концентрации эл-нов и темп-ры кристалла. В металлах и ПП электронное поглощение изучается при низких темп-рах. Наиболее заметен этот эффект в пьезоэлектриках, где электронное поглощение достигает неск. десятков дВ/см при комнатных темп-рах на частотах 10—100 МГц. [c.18]

В любом полупроводнике имеет место наличие всех трех типов проводимости собственной, электронной и дырочной. Собственная проводимость обусловлена носителями заряда обоих знаков, количества которых равны. Как указывалось в 1-1, из-за большей величины подвижности электронов собственная проводимость будет иметь электронный характер. [c.33]

Для практической термометрии интерес представляют переходные металлы, имеющие частично заполненные -уровни, а также з-уровни (символы з и соответствуют значениям орбитального квантового числа О и 2 см. [6]). Поскольку -электроны более локализованы, чем з-электроны, проводимость обусловлена главным образом последними. Однако вероятность рассеяния 3-электронов в -зону велика, поскольку плотность -состояний вблизи уровня Ферми высока (рис. 5.5), поэтому удельное сопротивление переходных металлов выще, чем у непереходных. Наличие -зоны влияет также на характер температурной зависимости. При высоких температурах величина кТ может быть уже не пренебрежимо мала по сравнению с расстоянием от уровня Ферми до верхней или нижней границы -зоны. Предположение, что поверхность Ферми четко разделяет занятые и незанятые состояния, перестает быть верным, и для параболической -зоны в формулу удельного сопротивления вводится поправочный коэффициент (1—5Р), где В — постоянная. Однако плотность состояний в -зоне вовсе не является гладкой функцией энергии (рис. 5.5), поэтому эффект будет осложнен изменением плотности состояний в пределах кТ от уровня Ферми. Отклонение температурной зависимости от линейной может быть как положительным, так и отрицательным. [c.194]

Минимальная энергия, необходимая для перевода электрона из валентной зоны в зону проводимости, характеризует величину энергетического интервала между этими зонами (или ширину запрещенной зоны). [c.387]

Величины БИТ] представляют собой приведенные в единицах квТ энергию электрона в зоне проводимости и уровень Ферми, отсчитанные от дна зоны Ес. С учетом этого выражение (7.130) преобразуется к виду [c.244]

Если к диэлектрику приложены слабые электрические поля (в области выполнения закона Ома), то они не могут изменить ни концентрации, ни подвижности носителей заряда. Значения величин п и 1, таким образом, остаются весьма низкими, и вклад электронной проводимости незначителен. В сильных электрических полях ситуация резко меняется. Энергии электрического поля. может быть достаточно для освобождения полем электронов (или дырок) из связанного состояния. Вследствие этого возрастает подвижность носителей заряда. Кроме того, из-за ударной ионизации резко увеличивается и концентрация освобожденных электронов в зоне проводимости (или дырок в валентной зоне). Все это приводит к росту электронной проводимости. [c.274]

При выводе равенств (20.2) и (20.3) предполагалось, что реализуется случай (1), т. е. что электроны проводимости одинаково взаимодействуют с волнами всех поляризаций. Отсюда вытекают два следствия. Во-первых, так как все нормальные колебания взаимодействуют с электронами, то величина в в выражении для xj является усредненной по всем поляризациям и, таким образом, приблизительно равной Нв — дебаевской температуре, выведенной из теплоемкости при низких температурах. Так как We не зависит от в (20.1), то величина в в формуле (20.3) равна 0с. Во-вторых, l = t = /3. где величина константы взаимодействия, [c.282]

Классическая теория не объясняет большой величины длины свободного пробега электронов в металлических кристаллах и не отвечает на вопрос почему электроны проводимости ведут себя подобно газу невзаимодействующих частиц Поскольку ионы расположены в правильной периодической решетке, то электронные волны, как и во всякой периодической структуре, распространяются свободно. Второй важный момент, а именно то, что электроны проводимости лишь редко испытывают рассеяние на других электронах (свободных), обусловлен действием принципа Паули. [c.104]

Закон Ома. Электронная теория проводимости металлов рассматривает электронный газ как находящийся в тепловом равновесии с решеткой кристалла. Помимо кулоновского отталкивания электронов существует кулоновское притяжение между электронами и ядрами. Взаимодействие электронов между собой по порядку величины совпадает с энергией взаимодействия их с ядрами. В результате создается до некоторой степени определенная независимость в движении валентных электронов. [c.127]

Электрон, возбужденный фотоном, получает энергию few=AE, но конечное его энергетическое состояние ниже точки а (см. рис. 53) на величину ДЕ4 = ДЕ —ДЕ". Эта избыточная энергия отдается фонону так же, как и избыточный импульс Рф. Таким образом, непрямой переход электрона можно рассматривать как прямой переход и опускание электрона в зоне проводимости из точки а в точку б с излучением фонона. [c.159]

Легирующий элемент для металлов, образующих ионные соединения (например, AgBr), скорость возникновения которых определяется величиной электронной проводимости, зависящей от концентрации электронных дефектов (дырок), должен удовлетворять неравенству (232). [c.112]

Примером изолятора может служить стехиометрический кристалл поваренной соли. В процессе образования КаС1 единственный Зз-электрон атома натрия присоединяется к атому хлора, при этом Зр-зона ЫаС1 полностью заполняется, так как до передачи электрона на Зр-орбиталях хлора было пять электронов. Значит, в кристалле поваренной соли в валентной зоне нет вакантных энергетических уровней, а в зоне проводимости нет электронов. Большая величина запрещенной зоны кристалла ЫаС1 (около 8 эВ) не позволяет при обычных условиях осуществить переход электронов из валентной зоны в зону проводимости. [c.83]

На рис. 6.2 показана зонная структура невырожденного полупроводника. За нулевой уровень OT Heta энергии принимают обычно дно зоны проводимости Ес,. Так как для невырожденного газа уровень Ферми [j, должен располагаться ниже этого уровня, т. е. в запрещенной зоне, то (д, является величиной отрицательной (см. 3.103)). При температуре Т, отличной от абсолютного нуля, в зоне проводимости находятся электроны, в валентной зоне — дырки. Обозначим их концентрацию соответственно через пир. Выделим около дна зоны проводимости узкий интервал энергий dE, заключенный между Е н Е + dE. Так как электронный газ в полупроводнике является невырожденным, то число электронов dn, заполняющих интервал энергии dE (в расчете на единицу объема полупроводника), можно определить, воспользовавшись формулой <3.89) [c.161]

Экранирование. Эффективность АЭВ определяется не только величиной сил, допствующих на электроны, но и характером перестройки электронной подсистемы под действием этих сил, Б результате экранирования эффекты АЭВ зависят от высокочастотной электронно11 проводимости — отклика электронов на переменное и неоднородное электрич. поле, индуцированное УЗ. Зависимость проводимости от частоты, внеш. электрич, и магн. нолей, темн-ры проявляется в акустич. характеристиках проводника. [c.56]

В полупроводниках и диэлектриках порог Ф. э. Avo = электронное сродство, равное высоте потенц, барьера на границе для электронов проводимости. Величина Avo, иногда называемая для полупроводников фотоэлектрич, работой выхода, как правило, превосходит Ф. При hvквантовым выходом, связанная с возбуждением электронов с уровней примесей, дефектов и поверхностных состояний, расположенных в запрещённой зоне, а также из зоны проводимости (а вырожденных полупроводниках и-типа). Для большинства чистых полупроводников Луо>3,5 эВ и Ф. э. наблюдается только в УФ-области. Исключение составляют антимони-ды щелочных металлов ( sjSb и др.), для к-рых Ф. э, наблюдается не только в УФ-, но и в видимой области спектра, а для Na2KSb( s) и в ближней ИК-области до 900 нм (см. Фотокатод). Нанесение на полупроводники моноатомных слоев щелочных и щелочноземельных металлов, а также монослоёв этих металлов и кислорода приводит к уменьшению % и Avo, [c.365]

Из-за малой величины чисел переноса Та и Тк, затрудняющей их измерение, подобные исследования проводились редко. Рейнгольду [54] удалось показать наличие одновременной диффузии электронов и ионов в сульфиде, селениде и теллуриде серебра. По данным Гундермавна и Вагнера [55], число переноса одновалентных ионов меди в закиси меди при 1000° С получилось равным 5-10 , причем эта величина не зависела от давления. Для определения чисел переноса в жидких окислах СигО, СоО и N 0 Шраг [56] проводил измерения на жидких мостиках , образующихся между электрическими контактами. Число переноса ионов в окиси никеля при 1800° С составляло, напоимер, 3,9-Ю З, тогда как остальная часть проводимости была электронной. Измерения подобного рода были проведены и на растворах металлов или интерметаллидных соединениях, но они имеют для нас меньшее значение. Недостаток таких измерений состоит в том, что они, как правило, дают суммарную подвижность ионов без подразделения на относительные вклады анионов и катионов. [c.41]

Нормальная концентрация дефектов DAg+ е решетке бромистого сереб ра относительно велика, так что всяким дополнительным разупорядочением, вызываемым давлением брома, можно пренебречь. В отличие от полудрово дникав, скорость образо1вания которых определяется перемещением ионов, скорость образования ионных проводников, как это следует из уравнения (65), поскольку Та 0 Тк 1, определяется. величиной электронной проводимости (вдоль электронных дефектов). Согласно уравнению [c.167]

Очевидно, что константа к будет убывать как при значительном уменьшении числа переносов электронов (например, при очень малой величине электронной проводимости материала пленки), так и при малом числе переноса для катиона и аниона,, т. е. при отсутствии ионной проводимЬсти. [c.62]

Следовательно, константа К будет максимальной, если число переноса электронов и число переноса ионов будет одного порядка. Очевидно, что константа К будет убывать как при значительном уменьшении числа переноса электронов (например, при очень малой величине электронной проводимости материала пленки), так и при малом числе переноса для катиона и аниона, т. е. пр отсутствии ионной проводимости. Исходя из этого, можно полагать, что скорость окисления металлов с окисной пленкой, обладающ,ей в основном электронной проводимостью (например, ZnO), будет контролироваться концентрацией и подвижностью избыточных ( свободных ) ИОНО В металла ib пленке. Наоборот, скорость реакции химической коррозии металла с пленкой, обладающей в основном ионной проводимостью (например, AgBr), будет определяться концентрацией и подвижностью свободных электронов в пленке. [c.72]

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]

На рис. 6.11 показано, как ведут себя сплавы, дифференциальная термо-э.д.с. которых не падает до столь малых величин. В этих сплавах присутствует эффект Кондо, проявляющийся при рассеянии электронов проводимости магнитными моментами примеси, такой, как железо или кобальт (см. гл. 5, разд. 5.6). В интервале температур от 1 до 300 К можно получить довольно больщие отрицательные термо-э.д.с. Положительным электродом для такой термопары часто служит сплав с низкой теплопроводностью и малой термо-э.д.с., например N1—Сг, или Ад—0,3 % Ап. В настоящее время считается, что наилучшей примесью для получения хорошей стабильности отрицательного электрода термопары является железо. Сплавы с кобальтом, как оказалось, претерпевают при комнатной температуре структурные превращения, вызывающие изменения термо-э.д.с. Содержание железа обычно выбирают в пределах от 0,02 до [c.293]

Частными случаями подобных возбуждешш являются уже рассмотренные решеточные волны и внешние электроны атомов в металлах (см. разделы 3 и 4). Кроме них, на величину теплоемкости, а следовательно, и на величину теплопроводности могут оказать влияние следующие возбуждения спиновые, магнитного момента, вращение п ориентация молекул и другие эффекты нереунорядочеипя и движения атомов. Во всех этих случаях влияние на теплопроводность может быть двояким с одной стороны, может появиться дополнительный механизм теплопроводности, а с другой—эти добавочные возбуждения могут действовать как дополнительный механизм рассеяния, ибо они взаимодействуют с остальными возбуждениями (например, решеточными волнами). Излон онпое выше можно проиллюстрировать на примере электронов проводимости в решетке. В разделе 3 рассмотрена дополнительная теплопроводность электронами проводимости, а в разделе 4 показано, что теплопроводность посредством решеточных волн уменьшается из-за взаимодействии последних с электронами проводимости. [c.254]

Взаимодействие электрона с решеткой сказывается не только на величине теплоемкости Се (путем введения г), но также и на величине теплоемкости решетки, поскольку электроны проводимости вносят дополнительный вклад в силы сцепления между атомами и, следовательно, влияют на величину упругих постоянных репгеткп. Этот эффект рассматривал де-Лонэ [43] для двух предельных случаев взаимодействия, а именно когда электроны полностью участвуют в тепловых колебаниях решетки и когда они почти не увлекаются ею. В обоих случаях де-Лонэ получил выражения для вц, которые уточняют зависимость этого параметра от упругих постоянных [см. (5.9)]. [c.326]

Кеезом и др. [124] исследовали влияние облучения нейтронами в реакторе на теплоемкость. В образце, подвергнутом общей дозе облучения, равной 5-10 нейтронов на 1 обнаружились два эффекта а) величина 0 уменьшилась примерно на 3% и б) в пределах погрешности эксперимента линейный член в теплоемкости исчез. Последующий отжиг до 500° С не вызвал существенных изменений в низкотемпературной теплоемкости, отжиг до 780° С привел к появлению линейного электронного члена, не изменив, однако, пониженной облучением величины вд. Эти эффекты можно объяснить в рамках существующих представлений о влиянии облучения нейтронами на электрические свойства кремния (ссылки на соответствующие работы см. в [124]). Под действием облучения возникают нерегулярности решетки (свободные места и смещенные атомы), что приводит, по-видимому, к появлению новых уровней в запрещенной зоне между валентными электронами и зоной электронов проводимости. При низких температурах эти новые уровни являются ловушками для электронов проводимости и дырок, что вызывает исчезновение линейного члена в теплоемкости, появление которого связано с носителями тока (в нашем случае с дырками, так как до облучения образец принадлежал к дырочному типу). Отжиг при достаточно высокой температуре устраняет нарушения, вызванные облучением, и уменьшает количество новых уровней, что приводит снова к появлению линейной добавки к теплоемкости. [c.347]

Экспериментальные доказательства необходимости упомянутой связи не очень многочисленны, но весьма убедительны. Во-первых, это—изменение глубины проникновения магнитного поля с концентрацией примесей индия (последняя изменяется от нуля до 3% см. гл. VIII). Наблюдалось уменьшение глубины проникновения почти в 2 раза, хотя в критической температуре не было заметно почти никакого изменения. По мнению Пиннарда, изменение глубины проникновения поля означает уменьшение длины свободного пробега электронов благодаря наличию примесей атомов индия и соответствующее уменьшение длины когерентности. Во-вторых, это—изменение глубины проникновения поля в монокристалле олова в зависимости от его ориентации ). Глубина проникновения имеет максимум, когда угол 6 между осью кристалла и осью четвертого порядка равен 60° и уменьшается для всех других углов (см. гл. VIИ). Это изменение не может быть объяснено предположением о тензорном характере параметра Л в уравнении Лондона, поскольку такое предполоягение приводило бы к монотонной зависимости от величины угла. Пиппард наблюдал соответствующее изменение в высокочастотном сопротивлении нормального олова, что опять не может быть объяснено простым учетом тензорного характера проводимости для объяснения приходится привлекать теорию аномального скин-эффекта. В последнем случае средняя длина свободного пробега электрона больше толщины скин-слоя, так что электрическое поле, действующее на электрон, существенно изменяется на протяжении длины свободного пробега. В-третьих, это—зависимость глубины проникновения поля от параметров металла данная зависимость будет рассмотрена позднее с позиции модифицированной теории Пиппарда (см. п. 26). [c.705]

Поэтому при известном механизме раосеания совместное измерение эффекта Холла и дифференциальной термо-эдс позволяет оценить величину эффективной массы электрона. Кроме того, меняя степень легирования образца, можно проверить, является ли соответствующая зона (свободная >—для образца л-типа, валентная — для р-типа) параболической. Напоминаем, что в качестве грубого критерия вырождения электронного газа принимается совпадение уровня Ферми с дном зоны проводимости (с потолком валентной зоны для полупроводника р-типа), т. е. критическая концентрация электронов, соответствующая началу вырождения, определяется из равенства [c.142]

В записи выражения (4. 40) уро>вень Ферми проходит приблизительно посередине запрещенной зоны, при этом предполагается, что доминирз ющим является рассеяние носителей заряда на акустических колебаниях решетки, т. е. г = 0. Измерение только полярности термо-эдс в области собственной проводимости уже позволяет определить, величина Ь = рп/цр больше или меньше единицы. А снятие температурной зависимости термо-эдс в собственной области (при известной ширине запрещенной зоны АЕ) позволяет получить оценку отношения подвижностей электрона и дырки (см. формулу (4.40)). [c.142]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...