Температурная зависимость энергетической щели

Температурная зависимость энергетической щели [c.299]

Изучение термодинамики сверхпроводников мы начнем с вычисления температурной зависимости энергетической щели А (Т). Подставляя в формулу (16.21) функцию Ферми и переходя-к интегрированию по импульсам, получаем уравнение для определения А [c.299]

Вначале удельная теплоемкость растет с температурой экспоненциально затем из-за температурной зависимости энергетической щели появляются отступления от экспоненциального закона. При 7 величина удельной теплоемкости скачком принимает значение, соответствующее нормальному металлу. [c.334]

Температурная зависимость времени спин-решеточной релаксации имела активационный характер 7 1 ехр(Д/А вГ), где Д была больше энергетической щели БКШ. Значения превышали таковые для массивного металла, причем тем больше, чем меньше был диаметр частиц. Это увеличение Т , по мнению авторов, нельзя целиком отнести за счет размерного эффекта, ибо сверхпроводимость все же [c.277]

Диэлектрики и полупроводники качественно подобны и те и другие имеют энергетическую щель в спектре электронных состояний. Однако в полупроводниках эта щель (запрещенная зона) гораздо меньше. Поэтому проводимость полупроводников заключена в широком интервале, разделяющем проводимость металлов и диэлектриков. Например, для кремния при 300 К а=5-10 См/м, а для германия а=2,5 См/м, что в 10 —10 раз превышает проводимость диэлектриков и в то же время в 10 —10 раз уступает проводимости металлов. Зависимость о Т) полупроводников лишь в исключительных случаях и в небольшом температурном интервале может носить металлический характер как правило, и в полупроводниках, и в диэлектриках температурные зависимости проводимости подобны. Ширина энергетической щели в германии равна 0,72 эВ, а в кремнии 1,12 эВ, в то время как в алмазе — диэлектрике е такой же кристаллической структурой — запрещенная зона равна 7 эВ. Таким образом, с точки зрения зонной теории полупроводники принципиально отличаются от металлов наличием энергетической щели, в то время ак между полупроводниками и диэлектриками есть только количественное отличие. Считается, что при Д < 2—3 эВ кристалл можно отнести к полупроводникам, а при больших — к диэлектрикам. [c.16]

На рис. 12.10 приведены кривые температурной зависимости теплоемкости галлия на рис. 12.10, а сопоставлены теплоемкости в нормальном и сверхпроводящем состояниях на рис. 12.10, б видно, что ход изменения с температурой электронного вклада в теплоемкость галлия в сверхпроводящем состоянии — экспоненциальный с показателем экспоненты, пропорциональным —1/Г. Такая форма кривой дает основания предположить, что характер возбуждения электронов связан с их переходом через Энергетическую щель. Наличие энергетической щели (рис. 12.11) [c.429]

Рис. 100. Температурная зависимость энергетической щели по теории БКШ (сплошная кривая) и сравнение ее с экспериментальными данными для оловп.

Наконец, остановимся вкратце еще на одном вопросе. В литературе иногда возникает вопрос о возможности существования в сверхпроводниках возбуждений бозевского типа [3]. Рассмотренные выше возбуждения фермиевского типа имели характерный спектр с энергетической щелью. Наличие, например, звуковых колебаний типа фононов (со спектром без щели) не помешало бы существованию сверхпроводимости, подобно тому как фононы но мешают сверхтекучести. Но если бы в спектре имелась такая ветвь, это существенным образом отразилось бы на температурной зависимости всех термодинамических величии. Нетрудно, однако, видеть, что вопрос о бозевских колебаниях рассматриваемой системы ферми-частиц не является сколько-нибудь важным для теории сверхпроводимости. Дело в том, что такие колебания будут связаны с колебаниями плотности электрического заряда, которые благодаря большому кулоновскому взаимодействию будут находиться в онтическо11 области частот. Для их возбуждения понадобятся энергии порядка 1 эв. Таким образом, весь вопрос о бозевской ветви в спектре ферми-частиц имеет лишь академический характер. [c.917]

Позисторный эффект в сегиетополупроводниках. Как отмечалось в 4.2, в больщинстве сегнетоэлектриков энергетическая щель в спектре электронных состояний велика, так что они относятся скорее к диэлектрикам, чем к полупроводникам. Как правило, ано.малия температурной зависимости проводи.мости [c.126]

Рис, П,3, Температурная зависимость концентрации электронов в собственных полупроводниках (в германии и кремнии), В собственном полупроводнике концентрация дырок равна концентрации электронов. При данной температуре собственная концентрация в Ge выше, чем в Si, потому что в Ge энергетическая щель (0,67 эВ) уже, чем в Si (1,14 эВ), (W, С, Dunlap,) [c.382]

Рис. Г/.5. Температурная зависимость логарифма проводимости германия при различных концентрациях трехвалентных и пятивалентных примесей [2]. Температурная зависимость проводимости особенно чувствительна к концентрации носителей. Содержание примесей влияет на концентрацию носителей при низких температурах, однако при высоких температурах концентрация носителей определяется собственными свойствами чистого кристалла полупроводника. ГЗ собственной области в температурной зависимости проводимости доминирует мнол<итель ехр(—Eg 2kвT), фигурирующий в выражении для концентрации носителей ( г — ширина энергетической щели). Поэтому график зависимости логарифма проводимости от обратной температуры в собственной области имеет вид прямой линии. Воспользуйтесь приведенными данными для оценки Ширины энергетической щели германия. Ответ 0,7 эВ.)

Энергетическая щель. Энергетическая щель в сверхпроводниках имеет совершенно другую природу, чем запрещенная зона в диэлектриках ). Аргумент в экспоненциальной функции, описывающей температурную зависимость теплоемкости, позволяет определить величину полущирины энергетической щели ). На рис. 12.10,6 видно, что теплоемкость галлия изменяется по закону ехр(—Д/АвТ ), где Д ХЛквТс. Таким образом, щирина щели [c.431]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...