Физические основы полупроводникового материаловедения. Ежовский Ю.К - 46 стр.

UptoLike

роятность обнаружения их в любом месте кристаллической решетки
оказывается одинаковой.
В то же время электронные облака внутренних оболочек ато-
мов не перекрываются, вследствие чего состояние внутренних элек-
тронов в кристалле остается практически таким же, как и в изоли-
рованных атомах (рис.2.1, б).
Иначе обстоит дело с энергетическим спектром обобществ-
ленных электронов в твердом теле. В изолированном атоме электро-
ны, как известно, занимают дискретные энергетические уровни.
При этом, в соответствии с принципом Паули, на каждом уровне
находится не более двух электронов с противоположно направлен-
ными спинами. При объединении N атомов в кристалл количество
электронов, претендующих расположиться на одном энергетическом
уровне кристалла, который при обобществлении электронов следу-
ет рассматривать как единую квантово-механическую систему,
увеличивается в N раз, а "вместимость" уровня по-прежнему не
превышает двух. Заполнение более высоких уровней не выгодно с
энергетической точки зрения. В результате вместо дискретного энер-
гетического уровня изолированных атомов в кристалле образуется
энергетическая зона, занимающая целый интервал энергий и со-
стоящая из N близко расположенных уровней.
На языке квантовой физики это означает расщепление энерге-
тического уровня атомов в кристалле в зону. В этом состоит наи-
более характерное отличие энергетического спектра кристалла от
спектра изолированного атома.
При сближении атомов происходит не только расщеп-
ление энергетических уровней в зоны, но и некоторое смещение их
энергетического положения вследствие взаимодействия атомов.
Ширина энергетической зоны может быть оценена,
исходя из соотношения неопределенностей для энергии и вре-
46