Составители:
Рубрика:
Зоны, образованные энергетическими уровнями внутренних
электронов атомов, в случае их заполнения, являются полностью за-
полненными. Поэтому электроны в этих зонах не могут участвовать в
переносе заряда. Иначе может обстоять дело в разрешенной зоне, за-
полненной валентными электронами. Поскольку эта зона заполнена
валентными электронами атомов, она называется
валентной зоной.
Электропроводность кристалла и, соответственно, принадлеж-
ность его к одному из трех классов – диэлектрики, полупроводники,
металлы - определяется степенью заполнения валентной зоны и ши-
риной
запрещенной зоны, находящейся между валентной и следую-
щей за ней разрешенной зоной, названной
зоной проводимости.
Рассмотрим различные варианты заполнения зон электронами.
1. Предположим, что последняя зона, в которой есть электроны
(валентная зона), заполнена частично. Под действием внешнего элек-
трического поля электроны, занимающие уровни вблизи границы за-
полнения, будут ускоряться и переходить на более высокие свободные
уровни той же зоны. В кристалле потечет ток. Таким образом, кри-
сталлы с частично заполненной валентной зоной хорошо проводят
электрический ток, то есть являются металлами.
В качестве примера щелочного металла рассмотрим натрий.
Распределение электронов в атоме
Na: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
1
. При образовании
кристалла из
N атомов энергетические уровни расщепляются и фор-
мируются зоны с
N уровнями (рис.2.7). Электроны внутренних оболо-
чек 1s
2
, 2s
2
, 2p
6
полностью заполняют зоны, так как в них 2N, 2N, и 6N
электронов соответственно. В валентной 3s зоне на N уровней прихо-
дится
2N состояний, а имеется только N электронов, то есть зона за-
полнена наполовину. В действительности же 3
s-зона перекрывается с
последующей 3
p и гибридная 3sp-зона заполнена менее чем наполо-
вину. Частичное заполнение электронами зоны предопределяет их пе-
68
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- …
- следующая ›
- последняя »
