Подвижность и электропроводность

По мере увеличения напряженности поля S возрастает скорость дрейфа. Когда становится сравнимой с тепловой скоростью, результирующая скорость начинает зависеть от S. Это приводит к зависимости подвижности и электропроводности от S , т. е. к отклонению от закона Ома. [c.256]

Таким образом, измерив разность потенциалов Холла при известном токе/, напряженности магнитного поля, Я и толщине образца Ь рассчитываем Ry.. Далее, если известны коэффициент Холла и электропроводность, легко вычислить концентрацию носителей заряда и величину подвижности. [c.280]

Теплопроводность металлов. За передачу теплоты через металл в основном ответственны те же свободные электроны, которые определяют и электропроводность металлов ti число которых в единице объема металла весьма велико. Поэтому, как правило, коэффициент теплопроводности металлов намного больше, чем коэффициент теплопроводности диэлектриков (см. табл. 5-1). Очевидно, что при прочих равных условиях, чем больше удельная электрическая проводимость у металла, тем больше должен быть н его коэффициент теплопроводности. Легко также видеть, что при повышении температуры, когда подвижность электронов в металле и соответственно его удельная проводимость v уменьшаются, отношение коэффициента теплопроводности металла к его удельной проводимости y Jy должно возрастать. Математически это выражается законом Видемана —Франца —Лоренца [c.195]

Шероховатость поверхности дает информацию о режиме эксплуатации и об условиях нарушения этого режима, она является зеркалом , отражающим условия эксплуатации. От шероховатости поверхности зависят величина силы трения, износостойкость подвижных сочленений. Кроме того, шероховатость определяет ряд важнейших служебных качеств подвижных и неподвижных сопряжений машин, а именно электропроводность соединений, газопроницаемость, толщину масляной пленки подвижного сопряжения, гидравлическое сопротивление зазора, тангенциальную и нормальную контактную жесткость стыков и многое другое. [c.3]

Для невырожденного газа плотность заполнения зоны проводимости электронами настолько мала, что на их поведении практически не сказывается принцип Паули. Электроны являются полностью свободными в том смысле, что на движение любого из них другие не оказывают заметного влияния. Поэтому все электроны проводимости невырожденного газа принимают независимое друг от друга участие в создании электрического тока и в формировании электропроводности проводника. Поэтому в выражение для электропроводности невырожденного газа должно входить среднее время релаксации <т) всех свободных электронов, полученное путем усреднения т по всему коллективу. Учитывая это, выражение для подвижности и удельной электропроводности невырожденного газа необходимо записать следующим образом [c.183]

Зазор между кольцами — одна из основных характеристик жидкостного токосъемника. Надежность, работоспособность и электрические параметры рассматриваемых токосъемников в значительной степени определяются толщиной жидкого электропроводного слоя между подвижным и неподвижным кольцами. Зазор между кольцами выбирают таким, чтобы ртуть удерживалась силами поверхностного сцепления. Зазор б определяют для статического (при и = 0) и динамического режимов. Ось вращения ртутного токосъемника может быть расположена вертикально и горизонтально. [c.436]

Для веществ, в которых рассеяние на акустических фононах является основным механизмом рассеяния, показать, что при температурах, превышающих температуру Дебая, подвижность электронов (а значит, для постоянной плотности носителей, и электропроводность) должна быть пропорциональна Т- в металлах и Т в полупроводниках. Сравнить эти результаты с экспериментальными данными для металлов и примесных полупроводников и объяснить причины обнаруженного расхождения. [c.79]

В сильных электрических полях, начиная с некоторой критической напряженности, подвижность ионов, а следовательно, и электропроводность жидких диэлектриков делается непостоянной величиной, зависящей от напряжения. [c.29]

Удельная электропроводность — величина, показывающая способность лакокрасочного материала проводить электрический ток и определяющаяся наличием свободных зарядов (ионов) и их подвижностью. Удельная электропроводность зависит от типа пленкообразующего при одинаковых значениях концентрации раствора, pH и температуры. [c.199]

Приведенные положения позволяют объяснить характерные свойства металлов. Высокая электропроводность металлов объясняется присутствием в них свободных электронов, которые под влиянием даже небольшой разности потенциалов перемещаются от отрицательного полюса к положительному. С повышением температуры усиливаются колебания ионов (атомов), что затрудняет прямолинейное движение электронов, в результате чего электросопротивление возрастает. При низких температурах колебательное движение ионов (aтo юв) сильно уменьшается и электропроводность резко возрастает. Около абсолютного нуля сопротивление многих металлов практически отсутствует. Высокая теплопроводность металлов обусловливается как большой подвижностью свободных электронов, так и колебательным движением ионов (атомов), вследствие чего происходит быстрое выравнивание температуры в массе металла. [c.10]

При концентрациях выше предела раствори.мости ато.мы свинца создают центры рассеяния, и подвижность носителей падает. Прирост концентрации носителей также резко уменьшается, поэтому и наблюдается ладен,ие электропроводности после концентрации 0,5% (вес.). Это предположение можно согласовать с данными по измерению концентрации носителей в сплаве с 0,2 и 1% свинца [1]. [c.37]

Рис. 2.13. Холловская подвижность (О) и электропроводность ( ) для некоторых халькогенидных стекол в стеклообразном и жидком состояниях [173].

Будем считать далее подвижность электронов, коэффициент диффузии электронов и электропроводность кристалла скалярами — = 6, хе (Пд + /п), где х — подвижность электронов в кристалле емо л = Оц — равновесное (в отсутствие волны) значение электропроводности кристалла. Такое упрощение является общепринятым. [c.198]

Выразив электропроводность через заряд, концентрацию электронов и подвижность, получаем для подвижности выражение ц = = ех ) /т. По (60.10) температурная зависимость электропроводности, подвижности и времени релаксации — [c.236]

При выводе выражения для постоянной Холла мы задавались некоторыми значениями эффективной массы и времени релаксации, хотя мы не конкретизировали, относится ли все рассмотрение к металлам или полупроводникам. В простых металлах (при небольших полях) измерения дают значения постоянной Холла, близкие к тем, которые мы получили бы, принимая для валентных электронов приближение почти свободных электронов. В полупроводниках п- или р-типа эта величина дает разумное число электронов и дырок соответственно. Одновременные измерения постоянной Холла и электропроводности позволяют найти как число носителей, так и отношение времени релаксации к эффективной массе. Последняя величина непосредственно определяет подвижность, т. е. отношение средней скорости дрейфа к электрическому полю. Оказывается, что конечная формула для постоянной Холла остается справедливой и тогда, когда мы рассматриваем более сложные и анизотропные зонные структуры. Однако при этом интерпретация величины N несколько усложняется. Если мы рассматриваем, например, кристалл, содержащий носители в двух зонах, то N будет некоторой взвешенной суммой числа носителей в каждой зоне, причем веса зависят от эффективной массы и времени рассеяния носителей в каждой из зон. Оказывается также, что поперечное электрическое поле теперь уже не зависит линейно от магнитного поля. В сильных и слабых полях поведение носителей существенно различно. Сильное поле или слабое зависит от того, будет ли произведение циклотронной частоты и времени рассеяния для разных носителей, т. е. [c.293]

У щелочных металлов приходится по одному электрону на атом). Подвижность электронов при комнатной температуре ограничивается в первую очередь тепловыми колебаниями кристаллической решетки, которые определяют рассеяние электронов и среднюю величину их свободного пробега в электрическом поле. При очень низких температурах, однако, колебания решетки не сказываются на электропроводности можно ожидать, что при 0°К они прекратятся и электропроводность не содержащего примесей идеального кристалла станет бесконечной. Как показано на рис. 36, а, удельное сопротивление р=1/а в таком кристалле вблизи 0°К имеет температурную зависимость [c.71]

Исследование ионной электропроводности представляет удобный метод исследования дефектности кристаллов галогенидов щелочных металлов, так как их электропроводность непосредственно зависит от присутствия дефектов в кристаллах. Проще всего определить относительную подвижность ионов. С этой целью исследуемый кристалл помещают в электрическом поле между двумя металлическими электродами, При этом вес катода увеличивается, а вес анода уменьшается, что может служить указанием на наличие преимущественно катионного тока. Так как катионы и анионы движутся по вакансионному механизму, то увеличение веса катода говорит о том, что катионные вакансии подвижнее анионных. Из уравнений (2.2) и (5.25) можно найти концентрации вакансий, отношение их подвижностей и численное значение величины подвижностей. [c.117]

Подвижность носителей. Подвижность носителей заряда определяется согласно (7.124) временем релаксации т. Время релаксации было введено в модели свободных электронов Друде для объяснения теплопроводности и электропроводности металлов. Предполагалось, что за единичнре время любой электрон испытывает столкновение с вероятностью, равной 1/т, т. е. считалось, что результат столкновения не зависит от состояния электронов в момент рассеяния. Такое упрощение является чрезмерным. Частота столкновений электрона сильно зависит, например, от распределения других электронов, так как в силу принципа Паули электроны после столкновений могут переходить только на свободные уровни. Кроме того, в твердом теле существуют различные механизмы рассеяния. Поэтому при таком описании столкновений от приближения времени релаксации отказываются. Вместо введения времени релаксации предполагают существование некоторой вероятности того, что за единичное время электрон из зоны п с волновым вектором к в результате столкновения перейдет в зону с волновым вектором ki. Эту вероятность находят с помощью соответствующих микроскопических расчетов. Такой подход, однако, очень сильно осложняет рассмотрение. [c.249]

Коэффициент линейного расширения а = 6 10 VrpaA (при 10—50° С). Германий тверд (ЯВ 190), но хрупок, при нагреве выше 500° С становится пластичным. Некоторые другие физические свойства германия приведены в табл. 43 . Примеси сильно влияют на электропроводность германия достаточно ввести один атом примеси на 10 — 10 атомов германия, как электропроводность увеличивается. В ряде случаев это нежелательно, так как для приборов иногда необходим германий высокой чистоты с удельным электросопротивлением больше 10 ом-см, что достигается введением в германий определенных примесей в заданных количествах. Для получения триодов необходим германий, у которого электроны и дырки имеют большую подвижность и большое время жизни. Чистый германий обладает этими свойствами у него подвижность электронов 3900 см /в сек, подвижность дырок 1900 см /в-сек, а время жизни носителей заряда достигает 1000 микросекунд. [c.289]

Электропровсдность чистых металлов. Так как в металлах концентрация электронного газа п практически не зависит от температуры, то зависимость удельной электропроводности а от температуры полностью определяется температурной зависимостью подвижности и электронов вырожденного электронного газа. В достаточно чистом металле концентрация примесей невелика и подвижность вплоть до весьма низких температур определяется рассеянием электронов на колебаниях решетки. [c.187]

Эффекты сильного поля. Пока напряженность электрического поля S мала, так что повышение температуры электронного газа АТ относительно невелико [ATITq) l, где То — начальная температура, среднюю скорость теплового движения электронов <о> можно считать неизменной и не зависящей от Ш. Тогда согласно (7.12) и (7.13) подвижность носителей и электропроводность также не должны зависеть от поля, вследствие чего должен выполняться закон Ома ток в проводнике пропорционален приложенному напряжению. [c.194]

Г. э. наблюдается гл. обр. в т. н. многодолинкых полупроводниках, зона проводимости к-рых состоит из одной пиж. долины и одной или неск. верх, долин. Подвижность электронов в верх, долинах значительно меиыие, чем в шпк. долине. В сильных электрич. полях происходит ра.зогрев электронов (см. Горячие электроны) и часть электронов переходит из ниж. / долины в верхние, вследствие чего ср. подвижность носителей заряда и электропроводность падают. Это приводит к падению плотности тока с ростом Е в полях, превышающих нек-ров критич. поле itp. [c.415]

В сильнолегиров. ГГ. при низких темп-рах основным является рассеяние на заряж. примесях, экранировав-вых электронами проводи.мости. В этом случае и подвижность р, и электропроводность о слабо зависят от У и можно говорить об электропроводности о(0), представляющей результат экстраполяции ф-ции о (У) к Г = О К. При концентрации примесей, меньшей чем ТУдр, низкотемпературная электропроводность носит активац, характер, т. к. концентрация подвижных носителей экспоненциально падает с понижением темп-ры. Прв JV > JV p о(0) 0. Это означает, что электроны локализованы ва примесях. При низкой концентрации примесей центрами локализации являются отд. примеси, а при концентрации, приближающейся к кр, область локализации электрона включает много примесных центров. Согласно теоретпч. представлениям, величина а(0) как ф-ция концентрации примесей N обращается в о при N кр в соответствии со степенным законом [c.41]

Металлическую связь можно представить как связь, возникающую за счет сил притяя ения между решеткой из положительно заряженных ионов и окружающим их газом свободных электронов. Свободные электроны не связаны с каким-либо определенным атомом, и их подвижность в ионной решетке обусловливает тепло- и электропроводность. Представления о металлической связи развивались первоначально в направлении объяснения особенностей физических свойств металлов, а объяснению значительной величины сил сцепления между атомами в металлах до последнего- времени уделялось незначительное внимание. [c.25]

Предложена двухзонная модель энергетического спектра электронов бинарных соединений V5SI3 и УбОез с тетрагональной структурой. С помощью этой. модели рассчитаны некоторые параметры переноса и электронного спектра эффективные массы электронов и дырок, их подвижность и концентрацил, а также плотность состояний вблизи уровня Ферми при О К. энергия частичного перекрытия валентной зоны и зоны проводимости. При расчетах указанных параметров использовались данные о коэффициентах электропроводности, абсолютной термоЭДС, Холла, магнитной восприимчивости, а также их температурных зависимостях. [c.118]

Помимо этого вида Ф., обнаружены и исследуются др. ее виды. Ф. имеет место при внутризонном поглощении излучения свободными носителями заряда [3 . Электроны проводимости (или дырки), двигаясь в кристалле, рассеиваются па колебаниях кристаллич. решетки илп па дефектах. Т.к. подвижность электропов Х зависит от их времени свободного пробега т л = ег/т (т — эффективная масса электрона), а последнее, в свою очередь, зависит от эпергии электронов, то элек-т 10магнитп0е излучение, поглощаясь электронами проводпмости и увеличивая их энергию, изменяет подвижность и, следовательно, электропроводность вещества. Ф. в этом случае паз. п о д в и ж н о с т-н о й, или р,-Ф. [c.348]

Сварочный контур точечной машины обычно образуется двумя плечами (верхним подвижным и нижним неподвижным) и двумя электродо-держателями (свечами), в которых непосредственно укрепляются электроды (см. фиг. 146). Элементы сварочного контура выполняют две в равной степени существенные функции подвод тока к электродам и передачу им усилия, развиваемого механизмом сжатия точечной машины. Поэтому они должны, во-первых, обладать достаточной электропроводностью, надежными контактами и хорошим охлаждением и, во-вторых, иметь необходимые для передачи значительных усилий прочность и жесткость. Кроме того, конструкция элементов сварочного контура должна допускать удобное регулирование положения электродов. [c.247]

Рис. 5.1. Плотность состояний N (Е) (а) и электропроводность а Е) (б) в псевдощели. Состояния между порогами подвижности Ех и являются локализованными [51].

К достоинствам К. и. относятся 1) высокая механическ. прочность, что дает возможность устраивать аппараты значительных размеров, работающие при больших статич. (напр, давление) и динамич. (удары жидкостей, твердых тел, подвижные части аппаратов) нагрузках 2) разнообразие и сравнительная легкость возможных технологическ. обработок и точность изготовления частей конструкций (аппараты м. б. изготовлены весьма сложной формы, осуществима замена частей конструкции) 3) высокая теплопроводность и электропроводность, что для многих аппаратов, например связанных с нагревом и охлаждением, является одним из основн. требований задания 4) способность выносить резкие температурные колебания [c.125]

Электроны, потерявшие связь с ядром, становятся подвижными и начинают беспорядочно перемещаться в объеме кристалла. При приложении к кристаллу электрического поля хаотическое движение носителей зарядов прекращается, движение электронов становится упорядоченным и направленным вдоль линий поля. Электропроводность, характеризуе.мая движением равного в единице объема количества электронов и дырок , называют собственной. Собственная электропроводность сравнительно мала и при обычной температуре не может обеспечить большие токи. [c.139]

Электропроводность молекулярных кристаллов обычно очень низка вследствие малой подвижности и концентрации носителей. В антрацене, например, движение электрона по кристаллу связано с преодолением потенциального барьера при переходах от одной молекулы к другой, так как электронные функции молекул перекрываются слабо. Аналогичная ситуация имеет место в некоторых полупроводниках, таких, как окислы переходных металлов (см. гл. 3), где катионы находятся в двух валентных состояниях и электрон переходит от одного катиона к другому. В молекулах ароматических соединений электропроводность (электронная или дырочная) обеспечивается за счет jt-орбиталей. Фотовозбужденнсм или введением вполупро- [c.74]

Электропроводность а пропорциональна подвижностям электронов и дырок, которые в свою очередь пропорциональны временам релаксации Те и та для электрон-фононных и дырочнофононных взаимодействий соответственно. Поэтому [c.197]

Поскольку удельная электронная электропроводность у полупроводниковых материалов значительно меньше, чем у металлов, подвижность носителей заряда их больше (т. е. электроны в плохопроводящих материалах могут двигаться более свободно, чем в металлах). Поэтому тепловыми, световыми, электрическими и механическими воздействиями можно управлять электропроводностью полупроводниковых структур. [c.387]

А1А , А18Ь, ОаР, ОаАз, ОаЗЬ, 1пР, 1пА5, 1п5Ь. По ряду свойств эти химические соединения близки к полупроводниковым материалам — Ое и 51. Так, подвижность носителей заряда в них достигает больших значений ширина запрещенной зоны также велика, а вводимые примеси изменяют механизм электропроводности, поскольку некоторые атомы II группы (2п, Сс1) являются акцепторными, а VI группы (5е, Те) — донорными примесями. [c.390]

Работу ракетного двигателя можно представить в виде последовательности квазиравновесных процессов, таких как нагревание топлива, его горение, расширение продуктов сгорания до давления истечения из сопла. Особенность их состоит в зависимости химического состава продуктов сгорания от условий проведения процесса. Термодинамика позволяет рассчитать равновесный молекулярный состав газов на каждом из этапов работы двигателя, если известны необходимые свойства исходных веществ и продуктов сгорания. В итоге удается отделить термодинамические задачи от газодинамических и оценить удельную тягу двигателя при заданном топливе или, не прибегая к прямому эксперименту, подобрать горючее и окислитель, обеспечивающие необходимые характеристики двигателя. Другой пример — расчет электропроводности низкотемпературной газовой плазмы, являющейся рабочим телом в устройствах для магнитно-гидродинамического преобразования теплоты в работу. Электропроводность относится к числу важнейших характеристик плазмы она пропорциональна концентрации заряженных частиц, в основном электронов, и их подвижности. Концентрация частиц может сложным образом зависеть от ис- ходного элементного состава газа, температуры, давления и свойств компонентов, но для равновесной плазмы она строго рассчитывается методами термодинамики. Что касается подвижности частиц, то для ее нахождения надо использовать другие, нетермодипамические методы. Сочетание обоих подходов позволяет теоретически определить, какие легкоионизирующиеся вещества и в каких количествах следует добавить в плазму, чтобы обеспечить ее требуемую электропроводность. [c.167]

В предыдущей главе при обсуждении вклада электронов проводимости в теплопроводность и теплоемкость металлов было установлено, что электронный газ в металлах является сильно вырожденным. Поскольку в этом случае концентрация электронов от температуры практически не зависит, температурная зависимость электропроводности металла o=e/ip, определяется зависимостьк> подвижности от Т. В области высоких. температур в металлах, так же как и в полупроводниках, доминирует рассеяние электронов на фононах. Выше было показано, что для вырожденного электронного газа подвижность, обусловленная рассеянием на фононах, обратно пропорциональна температуре (7.164). [c.255]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...