Сплавы и соединения для электронной техники. Егоров В.Н. - 8 стр.

смысле, что на движение любого из них другие не оказывают никакого влияния. Поэтому все
электроны проводимости невырожденного газа принимают практически независимое друг от
друга участие в создании электрического тока и формировании электропроводности
проводника. Поэтому для электропроводности невырожденного газа пользуются средними
параметрами: средней длиной свободного пробега, средней скоростью движения и средним
временем релаксации:
                                   l сп            qτ сп          nq 2
                          τ сп =        ;     μ=           ;   γ = * ⋅ τ сп .
                                    υ              m *n           mn

                                            Вырожденный газ.

    Для вырожденного газа все квантовые состояния ниже уровня Ферми заняты
электронами. Поэтому внешнее поле может воздействовать лишь на электроны,
расположенные около уровня Ферми, переводя их на более высокие свободные уровни. Это
означает, что в вырожденном газе в формировании электропроводности могут участвовать
не все свободные электроны, а лишь те из них, которые располагаются непосредственно у
уровня Ферми. Поэтому в качестве времени релаксации в предыдущих формулах следует
брать время релаксации электронов, обладающих энергией, практически равной энергии
Ферми, т.е. τспF .




                       Рис.2.1.2 Схема, поясняющая движение носителей заряда:
                              а- невырожденный газ; б- вырожденный газ.

 Для пояснения различия между поведением в электрическом поле невырожденного и
 вырожденного электрических газов можно привести грубую механическую аналогию.
 Представим, что на поверхности воды, налитой в плоский сосуд, плавают заряженные
 частицы-шарики, которые в отсутствии внешнего поля совершают беспорядочные
 движения
  r
            с различными скоростями (рис.2.1.2, а). Если поместить сосуд во внешнее поле
 E , то результат воздействия поля на “коллектив” шариков как целое будет существенно
 зависеть от того, как плотно они “уложены” на поверхности воды. Движение
 невырожденного коллектива определяется средними параметрами, а вырожденного
 определяется движением нижнего слоя частиц СС (рис.2.1.2, б). Для вырожденного
 электронного газа роль слоя выполняют электроны, располагающиеся у уровня Ферми.
      Определено, что носители заряда в металлах составляют вырожденный электронный
газ. Удельная проводимость металлов определяется выражением
                                                     r
                                               q2n l
                                     γ мет =          cn
                                                    ∗ r ,
                                                mn u
         r
     где u - средняя скорость движения электронов.