Составители:
Рубрика:
ной (более 2-3 эВ). В кристалле с такой зонной структурой внешнее
поле не может создать электрического тока, так как электроны в за-
полненной валентной зоне не могут изменить своей энергии. Для воз-
никновения электрического тока необходимо каким-либо способом,
например, за счет тепловой энергии перевести электроны в свободную
зону проводимости.
Вероятность такого процесса
)exp(
0
kT
E
РР
g
Δ
−=
( 2.23)
при ширине запрещенной зоны
Δ
Е
g
более 2-3 эВ и при не слишком
высоких температурах мала. Такие кристаллы практически не прово-
дят электрический ток и являются диэлектриками (изоляторами). Ти-
пичным диэлектриком является ионный кристалл
NaCl . Рассмотрим
как происходит формирование зон у ионных кристаллов на примере
NaCl (рис.2.8). В свободных атомах Na и Cl валентные электроны рас-
пределены так:
Na - 3s, Cl-3s
2
3p
5
. Известно, что энергия ионизации
натрия
Е
I
=5,2 эВ, а энергия сродства к электрону хлора E
S
=3,8 эВ. За
нулевое состояние
Е=0 примем систему Na
+
+Cl+e . При переходе
электрона на уровень
3s Na , энергия системы понизится на 5,2 эВ.
Если система перейдет в состояние
Na
+
+Cl
-
выделится 3,8 эВ. Рас-
смотрим, как будет меняться энергия системы при окружении иона
Cl
-
шестью ионами Na
+
. Очевидно, что энергия системы будет пони-
жаться за счет дополнительного кулоновского взаимодействия, при
этом энергия уровня 3
p Cl понижается, и он расщепляется на столько
подуровней, сколько взаимодействует частиц. В противоположность
этому, при окружении атома натрия шестью атомами хлора энергия
уровня
3s Na будет повышаться, так как удаление валентного элек-
трона с него будет затруднено за счет отталкивания электронных
оболочек сближающихся атома натрия и шести атомов хлора. В ре-
зультате, в кристалле
NaCl зона 3s Na оказывается выше зоны 3p Cl и
все валентные электроны будут на более низких уровнях, то есть на
70
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- …
- следующая ›
- последняя »
