Головна Головна -> Реферати українською -> Технічні науки -> Електрони в твердому тілі. Електрони в кристалі. Електрони та дірки в кристалі

Електрони в твердому тілі. Електрони в кристалі. Електрони та дірки в кристалі

Назва:
Електрони в твердому тілі. Електрони в кристалі. Електрони та дірки в кристалі
Тип:
Реферат
Мова:
Українська
Розмiр:
3,57 KB
Завантажень:
167
Оцінка:
 
поточна оцінка 5.0


Скачати цю роботу безкоштовно
Пролистати роботу: 1  2 
Реферат на тему:
Електрони в твердому тілі. Електрони в кристалі. Електрони та дірки в кристалі


Электрони в атомі
Тверді тіла складаються з атомів, які зв'язані одні з одними силами міжатомнї взаємодії. Якщо атоми в твердому тілі розміщені в строгому порядку то це , якщо регулярність в розміщенні атомів порушується, то це або аморфне, або полікристалічне тверде тіло. Майже усі напівпровідникові прилади та мікросхеми виготовляються на основі кристалів.
складається з додатньо зарядженого ядра та від'ємних електронів, які розподілені по оболонках. Кожній оболонці відповідає строго визначена енергія - енергетичний стан. встановлює зв'язок між атомною вагою та будовою атома.
Якщо електрон переходить з однієї оболонки на іншу, він змінює свій енергетичний стан. При переході з заповненої оболонки в верхній збуджений енергетичний стан, електрон поглинає квант енергії, при цьому на нижньому рівні залишається вакантне місце - дірка. Електрон може перейти з верхнього в нижній енергетичний стан, якщо там існує вакансія (дірка). , що рівний різниці енергій між верхнім і нижнім рівнями.
Якщо електрон отримає достатній квант енергії, він відірветься від атома, при цьому атом стане податньо заряджени іоном, оскільки додатній заряд ядра перестане компенсуватись від'ємним зарядом електронів. Цей додатній заряд можна зв'язати з діркою (вакансією електрона). Тоді іонізацію атома можна розглядати як результат захоплення дірки (виходу електрона). Дірками стосовно до атомів та іонів переважно не користуються. Однак, поняття дірки виявилось дуже корисним у кристалах.
Електрони в кристалі
Енергетичний спектр електронів в кристалі
В 1 см3 твердого тіла знаходиться біля 1022 - 1023 атомів. Це означає, що відстань між атомами надзвичайно мала, порядку декількох ангстрем (1А=10 -8 см.). В металах концентрація електронів, які можуть створювати струм, того ж порядку, що і кількість атомів. У власних напівпровідниках та диелектриках концентрація власних електронів є малою і досить відрізняється для різних матеріалів.
Якщо б атоми не взаємодіяли один з одним, то енергетичний спектр електронів відповідав би енергетичному спектрові атома, тільки на енергетичних рівнях замість 2, 6, 18 і т.д. знаходилося б електронів в N раз більше, де N - кількість атомів в кристалі.
Однак, оскільки атоми знаходяться на дуже малій віддалі, вони проявляють взаємний вплив, що призводить до неякого зміщення їх енергетичних рівнів один відносно другого. При цьому енергетичні рівні електронів у кристалі зміщуються відносно рівнів, які утворюють кристал ізольованих атомів та кожен з рівнів розщеплюється на N підрівнів, утворюючи
енергетичну зону.
Оскільки N досить велике, то енергетичні віддалі між підрівнями зовсім малі і електрон здатен переміщуватись з підрівня на підрівень від дна зони до стелі навіть при невеликих зовнішніх енергетичних впливах, тобто він поводить себе як вільний. Це, однак, справедливо тільки в тому випадку, якщо верхні енергетичні рівні в зоні не зайняті, тобто зона заповнена не повністю. Така ситуація реалізується в металах. Рівень, що розділяє заповнену частину зони від незаполвеної називають рівнем Фермі (F). Ймовірність заповнення рівня F електронами дорівнює 1/2.
Особливість енергетичного спектру електронів у напівпровідниках та діелектриках полягає в тому, що в них усі енергетичні зони, в яких знаходяться електрони, заповнені повністю. Найближча до заповненої зони вібльна зона, в якій електрон може змінювати неперервно свою енергію (переміщуватись) дідділена від заповненої енергетичним проміжком Eg, його називають забороненою зоною, оскільки в досконалому кристалі не может бути електронів з енергіями, які відповідають забороненій зоні.
Електрон може попасти у вільну зону тольки, якщо отримає енергію Е>Eg. Найпростіше надати електронам заповненої зони таку енергію шляхом опромінення матеріалу светлом з енергією квантів, що більша Eg.
Заповнену зону прийнято називати валентною, оскільки енергетичні стани цієї зони, як правило, відповідають валентним електронам.

Завантажити цю роботу безкоштовно
Пролистати роботу: 1  2 



Реферат на тему: Електрони в твердому тілі. Електрони в кристалі. Електрони та дірки в кристалі

BR.com.ua © 1999-2017 | Реклама на сайті | Умови використання | Зворотній зв'язок