Проводимость при низких температурах

Вместе с тем органические полупроводники во многом отличаются от неорганических подвижность носителей у них на несколько порядков ниже, чем, например, у германия. Проводимость в функции температуры характеризуется одночленной зависимостью хорошо выраженной примесной проводимости при низких температурах, как в случае неорганических примесных полупроводников, здесь зачастую не обнаруживается. [c.206]

В низкотемпературном интервале уравнение (И) непригодно. Влияние давления на проводимость при низких температурах будет рассмотрено более подробно после изложения экспериментальных данных. [c.20]

Процесс анодирования деталей из алюминиевых сплавов, проводимый при низких температурах, называют твердым анодированием. [c.90]

В реальных кристаллах может присутствовать большое число различным образом ориентированных кристаллических зерен. В ряде случаев атомные плоскости двух соседних зерен могут располагаться под большим углом относительно друг друга и граничная область между ними будет сильно искажена. Вследствие этого энергия активации для перемещения слабо закрепленных атомов (ионов) на границе между зернами будет заметно меньше, чем внутри зерен. Об этом свидетельствует, в частности, тот экспериментальный факт, что удельная проводимость поликристаллических материалов больше, чем монокристаллов. Удельная проводимость (при низких температурах) кристаллов, подвергавшихся большим механическим нагрузкам, сильно возрастает. [c.45]

Итак, проводимость при низких температурах меняется по закону Т (закон Блоха). [c.55]

Итак, относительная поправка к проводимости при низких температурах порядка (рЯ/ц) -. Если сравнить второй член формулы (11.10) с выражением (10.33) для М, мы приходим к заключению, что относительная поправка к проводимости может быть записана в виде [c.178]

В качестве типичного примера неравновесных процессов в большой квантовой системе многих частиц, описываемой в терминах взаимодействующих элементарных возбуждений, рассмотрено приближение к равновесию в системе взаимодействующих электронов и фононов. Вычисляется проводимость простых металлов при высоких температурах. Гл. V заканчивается кратким описанием проводимости при низких температурах, а также ряда других характеристик простых металлов, определяемых свойствами квазичастиц в них. [c.30]

ПРОВОДИМОСТЬ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ [c.345]

В этом параграфе будет показано, каким образом кинетическое уравнение задачи об электрической проводимости при низких температурах (82,17) может быть приведено к диффузионному виду ). Интересуясь только этой задачей, мы будем рассматривать лишь независящую от т) = е—[х часть функции ф и обозначать ее как ф(р ) (вместо специального обозначения а(р/г) в предыдущем параграфе). Как и в 82, будем иметь в виду случай открытых ферми-поверхностей. [c.420]

Разупорядочение ионных кристаллов происходит преимущественно в той подрешетке, ионы которой обладают меньшим радиусом, более низкой валентностью и меньшей деформируемостью. Разные типы разупорядоченности иногда могут переходить один в другой при повышении или понижении температуры. Так, РЫа ввиду большой поляризуемости ионов I при низких температурах обладает катионной проводимостью, в то время как анионная проводимость становится значительной только в области более высоких температур. [c.38]

При ВЫСОКИХ температурах. При низких температурах газовая колба довольно велика (около 1 л), имеет прочные толстые стенки и помещена в вакуумную камеру. Термометры сопротивления из сплава родия с железом крепятся непосредственно к наружной стороне колбы. Регулирование температуры осуществляется нагревателем на радиационном экране датчиком температуры служит германиевый термометр сопротивления. Теплопроводность бескислородной меди с высокой проводимо- [c.92]

В основе современного понимания проводимости металлов лежит идея Блоха [4, 5], что свободные электроны проходят через металл как плоские волны, модулированные некоторой функцией с периодом, равным периоду решетки. Это позволяет преодолеть противоречия простой теории электронного газа, согласно которой атомы решетки сами должны являться главными центрами рассеяния электронов проводимости В результате длина свободного пробега может достигать нескольких миллиметров, что и наблюдается при низких температурах в особо чистых металлах. Сопротивление металлов, согласно теории Блоха, обусловлено только неидеальностью решетки. Наличие примесных атомов, точечных дефектов и границ зерен приводит к дополнительному рассеянию и, следовательно, к увели- [c.189]

Если в полупроводник введена донорная или акцепторная примесь, то при низких температурах, когда энергии тепловых колебаний недостаточно для переброса электронов из валентной зоны в зону проводимости, свободные носители заряда могут появиться [c.250]

Часто при низких температурах ионная проводимость диэлектрика обусловлена примесями, а при высоких связана с перемещением основных ионов вещества. Зависимость а Т) в этом случае описывается выражением вида [c.275]

Рассмотренные нами представления позволяют перенести на аморфные вещества то объяснение различия между диэлектриками, полупроводниками и металлами, которое было дано в обычной зонной теории твердых тел. Если уровень Ферми лежит в области нелокализованных состояний, то вещество представляет собой металл. Его сопротивление при 7- 0 К стремится к некоторому конечному значению. Если же уровень Ферми при низких температурах находится в интервале энергии, занятом локализованными состояниями, то материал представляет собой полупроводник или диэлектрик. Здесь возможны два типа проводимости [c.359]

Сравнение с экспериментом другие металлы. В настоящее время подробная теория проводимости многовалентных металлов, учитывающая зонную структуру, отсутствует. В частности, не понятна температурная. зависимость при низких температурах. Поэтому количественная проверка теории для этих металлов, подобная той, которая была сделана в п. 15, невозможна. Однако некоторые выводы теории Блоха не зависят от конкретной структуры зон и могут применяться ко всем металлам. К таким [c.272]

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]

Эффект Кондо — явление аномально сильного взаимодействия электронов проводимости в нормальных металлах с локализованными спинами парамагнитных примесных атомов приводит к минимуму электросопротивления некоторых разбавленных сплавов при низких температурах. [c.289]

Температурная зависимость электропроводности. Электросопротивление металлов при комнатных температурах обусловлено в основном столкновениями электронов проводимости с колебаниями решетки (фононами), а при низких температурах (4 К) — столкновениями с примесными атомами и механическими дефектами решетки. Решеточный вклад в [c.131]

В кристаллических полупроводниках при низких температурах (близких к абсолютному нулю) часть разрешенных зон (с меньшей энергией) полностью заполнена электронами, а в остальных электроны отсутствуют. В верхней заполненной зоне находятся электроны, расположенные на внешних оболочках атомов и участвующие в химических связях с соседними атомами, так называемые валентные электроны. Поэтому эту зону называют валентной. Нижнюю, не занятую электронами зону разрешенных уровней называют зоной проводимости. [c.7]

Ротационные вискозиметры весьма удобны для испытания высоковязких жидкостей масел при низких температурах, расплавленных битумов, смазок различных суспензий и т. п. При определенном конструктивном исполнении ротационного вискозиметра можно совместить определение вязкости и удельного электрического сопротивления жидкости (по току утечки между цилиндрами), что позволяет исследовать связь проводимости с вязкостью (например, для расплавленных стекол, смол и т. п.). [c.185]

При низких температурах объемная проводимость твердых диэлектриков может целиком определяться примесями и дефектами структуры. При повышенных температурах. ток утечки может определяться переносом ионов основного вещества диэлектрика. Для облегчения понимания особенностей ионной электропроводности твердых диэлектриков рассмотрим явления, наблюдающиеся при прохождении постоянного тока через кристалл каменной соли, который взят как самый простой и наглядный пример. Ионный характер электропроводности в данном случае предопределяется соотношениями энергий активации ионов и электронов потенциал активации ионов натрия равен 0,85 В, ионов хлора 2,55 В, а электронов 6 Б (при комнатных температурах). Заметная электронная электропроводность в каменной соли может быть обусловлена наличием некоторых примесей и действием ионизирующих излучений, приводящих к отрыву электронов от ионов. В обычных условиях при комнатной температуре подвижность наиболее слабо закрепленных в решетке ионов натрия еще настолько мала, что срыва их электрическим полем из узлов решетки при нормальной ее структуре не происходит. Наблюдающаяся при этом очень малая проводимость носит примесный характер. [c.50]

К числу существенных недостатков германиевых вентилей относится невысокая рабочая температура рабочий диапазон от — 50 до + Ж С при длительном воздействии температуры выше + 60° С в них проявляется тепловое старение, приводящее к ухудшению электрических параметров при низких температурах наблюдается значительное понижение обратного сопротивления. Кремниевые выпрямители могут работать при температуре до -1- 200° С. С точки зрения работы при высоких частотах кремниевые диоды имеют перед германиевыми преимущества, заключающиеся в большей чувствительности к слабым сигналам (пороговое напряжение у первых 0,01 В, у вторых от 0,1 до 0,25 В). Характеристики кремниевых вентилей, возможность получения больших выпрямленных мощностей в установках малых габаритов, особенно при использовании искусственного охлаждения, делают их исключительно прогрессивными. Поскольку кремний и германий являются элементами IV группы таблицы Менделеева, дырочная проводимость в них создается примесями элементов третьей группы, а электронная — элементов пятой группы. Для кремниевых полупроводников часто применяют алюминий, бор, для германиевых — индий в качестве акцепторной примеси мышьяк и сурьма (элементы V группы) — в качестве донорных примесей. [c.284]

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]

Во многие выражения для теплопроводности входят величины Гиб, причем часто в виде отношения Г/0, вследствие этого кривые зависимости теплопроводности X от Г/9 для различных кристаллов будут одинаковыми. Например, экспоненциальное поведение наблюдается при температуре ниже 0/10 последняя меняется от 200 К для алмаза до 2К для гелия при низком давлении. Для кристаллов с размерами порядка миллиметров экспоненциальный рост теплопроводности резко прекращается при температуре 0/ЗО ниже этой температуры теплопроводность начинает падать довольно быстро. Это падение теплопроводности происходит вследствие рассеяния фононов на внешних границах кристалла. Пайерлс [184] предсказал, что такие процессы должны были бы предотвратить бесконечный рост проводимости при низких температурах этот эффект был впервые обнаружен де Гаазом и Бирмазом [91]. [c.93]

Рассмотрим сначала металлическую решетку с размерностью 1М. Расчеты показывают, что условие одномерности и металлическая проводимость при низких температурах несовместимы одномерная система металлических атомов любой валентности в основном состоянии (Г=0) должна приобрести свойства диэлектрика. Реальные квазиодиомерные системы при понижении температуры также большей частью превращаются в диэлектрики. [c.119]

Не только в металлах, но и в кристаллах с энергетической щелью в электронном спектре (полупроводниках и диэлектриках) проводимость при низких температурах вместо плавного снижения до нуля может иногда при большой концентрации носителей заряда обращаться скачком в бесконечную величину. Как указывалось выше, энергетическая связь куперовской пары электронов осуществляется за счет элоктрон-фоионного взаимодействия, вследствие чего ниже [c.123]

Скольжение дислокаций, контролируемое термоактивируемым процессом преодоления барьеров Пайерлса, хорошо изучено в экспериментах с постоянной скоростью деформации, проводимых при низких температурах в металлах с объемно центрированной кубической решеткой. Макроскопический предел упругости отвечает не зависящему от температуры напряжению, при котором начинается движение прямолинейных и сидячих винтовых дислокаций [109]. Были предложены две эквивалентные интерпретации изменения макроскопического предела упругости с температурой при помощи механизма двойных изломов [152] либо при помощи следующей модели строения ядра дислокации [372]. Предполагается, что ядро винтовой дислокации размыто одновременно на нескольких потенциальных плоскостях скольжения вблизи оси дислокации [214]. Полосы дефектов упаковки препятствуют скольжению во всех плоскостях, кроме их собственных. В результате дислокация оказывается блокированной до тех пор, пока достаточно высокое напряжение в сочетании с тепловым возбуждением не приведет к ее локальному стягиванию и образованию двойного излома [Ш]. Этот процесс можно рассматривать как непрерывное поперечное скольжение, при котором скольжение в каждой плоскости ограничивается расстоянием до следующей потенциальной ямы. Затем весь процесс повторяется, начинаясь на той же или, возможно, другой плоскости (в этом заключается механизм, по-видимому, некристаллографического, карандашного скольжения ). [c.118]

Этот факт даёт удовлетворительное качественное объяснение значительному увеличению проводимости при низких температурах. С другой стороны, несовершенства решётки не должны существенно изменяться при понижении температуры и должны быть приняты во внимание для остаточного сопротивления при низких температурах. Так как несовершенства должны зависеть от предистории образца, следует ожидать, что остаточное сопротивление изменяется от образца к образцу, что и наблюдается. [c.546]

Тем не менее температурную зависимость проводимости при низких температурах можно установить с помощью довольно простых соображений. Более элегантная теория Блоха в ряде аспектов ненамного точнее рассуждений подобного типа [27]. Начнем с предположения, что при низких температурах также можно ввести некоторое время релаксации, хотя на самом деле это может быть и не так. В соответствии с этим запищем формулу для проводимости в виде [c.346]

Сведение проблемы к одномерной задаче. Одним из самых ярких достижений использования анзатца Бете и техники КМОЗ в статистической механике является точное решение задачи о примесном атоме с локализованным магнитным моментом, погруженном в немагнитный металл. Первые исследования задачи о рассеянии электронов проводимости на такой примеси в следуюш их за борновским приближениях показали суш,ественные температурные аномалии рассеяния и, в частности, спиновую экранировку примеси электронами проводимости при низких температурах. Совокупность всех этих явлений получила название эффекта Кондо. В течение почти двух десятилетий эта проблема была предметом интенсивного изучения, но все подходы основывались на том или ином варианте теории возмуш ений (см. 9). Впервые точное решение задачи было дано Вигманом [17, 164], несколько позднее — Андреем [75]. [c.236]

Механизм, который предложили Кабрера и Мотт (J949 г.), исходит и из существования на металле образовавшейся в процессе хемосорбции кислорода пленки, в которой ионы и электроны движутся независимо друг от друга. При низких температурах диффузия ионов через пленку затруднена, в то время как электроны могут проходить через тонкий еще слой окисла либо благодаря термоионной эмиссии, либо, что более вероятно, вследствие туннельного эффекта (квантово-механического процесса, при котором для электронов с максимальной энергией, меньшей, чем это требуется для преодоления барьера, все же характерна конечная вероятность того, что они преодолеют этот барьер, т. е. пленку), обусловливающего высокую проводимость окисной пленки при низких температурах. При этом на поверхности раздела металл— окисел образуются катионы, и на поверхности раздела окисел— газ—анионы кислорода (или другого окислителя). Таким образом, внутри окисной пленки создается сильное электрическое поле, благодаря которому главным образом ионы и проникают через пленку, скорость роста которой определяется более медленным, т. е. более заторможенным, процессом. [c.48]

При низких температурах в переходных металлах проявляется эффект элек-трон-электронного рассеяния, приводящий к появлению квадратичного члена в зависимости удельного сопротивления от температуры. Этот тип электронного рассеяния на большой угол (см. [3], с. 250) может возникать в случае, когда поверхность Ферми несферическая или имеются вклады более чем из одной энергетической зоны. Для большинства переходных металлов этот квадратичный член становится определяющим ниже 10 К. Для ферромагнитных металлов возникает еще одна причина появления еще одного квадратичного члена, обусловленного рассеянием электронов проводимости на магнитных спиновых волнах. Кроме того, для всех ферромагнитных металлов наблюдаются аномалии зависимости удельного сопротивления от температуры вблизи точки Кюри. [c.195]

Рассмотренная нами в предыдущей главе модель свободных электронов, предложенная Друде и усовершенствованная Лорент-цем, и в особенности модель Зоммерфельда, учитывающая квантовый характер электронного газа, достаточно хорошо объясняют ряд свойств металлов. Однако ни та, ни другая не дают ответа на вопрос почему проводимость различных твердых тел изменяется в столь широких пределах Почему одни вещества являются хорошими проводниками электрического тока, а другие диэлектриками Почему в некоторых твердых телах при низких температурах возникает сверхпроводимость [c.209]

Эти результаты Пайерлс использовал при исследовании электропроводности при низких температурах. Электрическое поле стремится увеличить J с постоянной скоростью, и поскольку электрон-фононные взаимодействия сохраняют J, равновесие может быть достигнуто только за счет взаимодействия фононов между собой, при котором не сохраняется q, т. е. за счет того же взаимодействия, которое обусловливает тепловое сопротивление (п. 7). Таким образом, в стационарном состоянии Ь /= О, а " gp (время релаксации электронов, обусловленное взаимодействием с фононами), согласно (21.4), возрастает, превышая значение, вычисленное по теории Блоха. Если ад — проводимость, рассчитанная по теории Блоха в предположенип = 0, то, согласно (21.4), а равно [c.285]

В сегнетоэлектрических кристаллах, где имеется переход из сегнето-электрического состояния в парафазу, за параметр порядка можно принять электрический дипольный момент единицы объема тела. В фазовых переходах некоторых металлов при низких температурах в сверх-проводимое состояние параметр порядка связан с особенностями электронной структуры, а именно с появлением пар взаимосвязанных валентных электронов. [c.243]

Зависимости положения уровня Ферми от температуры в примесных полупроводниках п- и р-типов показаны на рис. 3.10, а, б. Рассмотрим характер этих зависимостей на примере полупроводника п-тшта (рис. 3.10, а). В области низких температур переходами электронов из валентной зоны в зону проводимости можно пренебречь и считать, что все электроны в зоне проводимости появляются в результате ионизации доноров. Аналогично (3.12) выражение для уровня Ферми при низких температурах можно записать в виде [c.56]

Криопроводники. К их числу относятся материалы, которые при глубоком охлаждении (ниже —173 °С) приобретают высокую электрическую проводимость, но не переходят в сверхпроводящее состояние. Это объясняется тем, что при низкой температуре удельное сопротивление проводника обусловлено, как правило, наличием примесей и физическими дефектами решетки. Поскольку составляющая удельного сопротивления, обусловленная рассеиванием энергии за счет тепловых колебаний решетки, пренебрежимо мала, для криопроводников необходимо применять хорошо отожженный металл высокой чистоты, который обладает минимальным удельным сопротивлением в рабочем диапазоне температур от —240 [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...