ВУЗ:
Составители:
свободные электроны. Однако в ряде металлов, таких, например, как бериллий, цинк и
некоторые другие, свободными носителями заряда являются дырки.
Проводимость электронных металлов описывается формулой:
γ
= qn
μ
(2.1.1)
где n – концентрация носителей заряда;
μ
- подвижность носителей заряда.
Так как металлы являются вырожденными проводниками, то концентрация n электронного
газа в них практически не зависит от температуры. Поэтому зависимость удельной
электропроводности
γ
от температуры полностью определяется температурной зависимостью
подвижности
μ
электронов вырожденного электронного газа. Это объясняется следующим
образом.
Удельная электропроводность проводника
Зная скорость дрейфа электронов, легко вычислить плотность электрического тока и
удельную электропроводность проводника. Для этого выделим внутри проводника цилиндр с
основанием, равным единице, и образующей, равной
д
υ
и направленной вдоль дрейфа
(рис.2.1.1).
Рис.2.1.1 Схема элементарного участка проводника с током
Все электроны, заключенные в этом цилиндре, в течение 1 с. пройдут через основание и
образуют ток плотностью
Eqnqnj
д
r
r
r
μυ
=−=
,
где
μ
– подвижность носителей заряда.
Отсюда, согласно закону Ома
Ej
r
r
⋅=
γ
,
μ
γ
qn
=
.
C учетом того, что
*
n
cп
m
q
τ
μ
=
, а
υ
nl
τ
столкнсп
сп
⋅
=
;
где
τ
сп
– время свободного пробега;
m*
n
- эффективная масса электрона;
l
cп
– длина свободного пробега;
n
столкн
– среднее количество столкновений с рассеивающими центрами;
υ
– средняя скорость движения электрона
сп
*
n
2
m
nq
τγ
=
.
Невырожденный газ
В случае невырожденного газа вероятность заполнения зоны проводимости электронами
настолько небольшая, что они практически не встречаются так близко, чтобы их поведение
могло ограничиваться принципом Паули. Электроны являются полностью свободными в том
свободные электроны. Однако в ряде металлов, таких, например, как бериллий, цинк и некоторые другие, свободными носителями заряда являются дырки. Проводимость электронных металлов описывается формулой: γ = qnμ (2.1.1) где n – концентрация носителей заряда; μ- подвижность носителей заряда. Так как металлы являются вырожденными проводниками, то концентрация n электронного газа в них практически не зависит от температуры. Поэтому зависимость удельной электропроводности γ от температуры полностью определяется температурной зависимостью подвижности μ электронов вырожденного электронного газа. Это объясняется следующим образом. Удельная электропроводность проводника Зная скорость дрейфа электронов, легко вычислить плотность электрического тока и удельную электропроводность проводника. Для этого выделим внутри проводника цилиндр с основанием, равным единице, и образующей, равной υ д и направленной вдоль дрейфа (рис.2.1.1). Рис.2.1.1 Схема элементарного участка проводника с током Все электроны, заключенные в этом цилиндре, в течение 1 с. пройдут через основание и образуют ток плотностью r r r j = − qnυ д = qnμE , где μ – подвижность носителей заряда. r r Отсюда, согласно закону Ома j = γ ⋅ E , γ = qn μ . qτ cп l сп ⋅ nстолкн C учетом того, что μ= * , а τ сп = ; m n υ где τсп – время свободного пробега; m*n- эффективная масса электрона; lcп – длина свободного пробега; nстолкн – среднее количество столкновений с рассеивающими центрами; υ – средняя скорость движения электрона nq 2 γ = * τ сп . mn Невырожденный газ В случае невырожденного газа вероятность заполнения зоны проводимости электронами настолько небольшая, что они практически не встречаются так близко, чтобы их поведение могло ограничиваться принципом Паули. Электроны являются полностью свободными в том
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- …
- следующая ›
- последняя »