Полупроводники. Физика. Часть 4 (квантовая механика и статистическая физика). Гладышев И.В - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МИРЭА | Москва

Составители: 

Рубрика: 

17
троны, находящиеся на самых высоких уровнях. Если вещество
состоит из N одинаковых атомов, то имеется N одинаковых уров-
ней или, как говорят, каждый уровень N – кратно вырожден. При
образовании кристаллической структуры между электронами со-
седних атомов возникает сильное взаимодействие. В результате,
уровни расщепляются, и вместо одного уровня энергии возникает
зона разрешенных значений энергии
c N уровнями. Зоны принято
обозначать так же, как и уровни энергий, из которых они
образованы (см. рис. П1.1).
Каждое из разрешенных значений энергий внутри зоны ха-
рактеризуется величиной квазиимпульса
. В квантовой механике
показывается, что поведение электронов в зоне проводимости
можно представить как волну де-Бройля, и, несмотря на то, что
электроны сильно взаимодействуют между собой, зависимость
их энергии от импульса, которую называют законом дисперсии
,
описывается такой же формулой, как и для свободных электро-
нов:
E
p
m
Э
=
∗
2
2
(П1.1)
где
- так называемая m
Э
∗
эффективная масса электрона, которая в
реальных металлах может составлять от 0,1 до 30 масс свободно-
го электрона. Используя понятие эффективной массы, квазиим-
пульс можно трактовать как обычный импульс электрона.
Зоны разрешенных значений энергии разделены интервала-
ми, где уровни энергии отсутствуют. Эти интервалы носят назва-
ния запрещенных зон
.
Поскольку уровни энергий внутренних оболочек атомов
полностью заполнены, то образованные из этих уровней зоны
также будут заполнены. Электрический ток представляет собой
направленное движение электронов и для его возникновения не-
обходимо, чтобы электроны имели возможность изменить свой
импульс и таким образом перейти на другой уровень. Поэтому
электроны, находящиеся в полностью заполненной зоне, не мо-
гут участвовать в переносе электрического заряда. Если же на
незаполненной оболочке атома находится один электрон, то со-
                              17

троны, находящиеся на самых высоких уровнях. Если вещество
состоит из N одинаковых атомов, то имеется N одинаковых уров-
ней или, как говорят, каждый уровень N – кратно вырожден. При
образовании кристаллической структуры между электронами со-
седних атомов возникает сильное взаимодействие. В результате,
уровни расщепляются, и вместо одного уровня энергии возникает
зона разрешенных значений энергии c N уровнями. Зоны принято
обозначать так же, как и уровни энергий, из которых они
образованы (см. рис. П1.1).
     Каждое из разрешенных значений энергий внутри зоны ха-
рактеризуется величиной квазиимпульса. В квантовой механике
показывается, что поведение электронов в зоне проводимости
можно представить как волну де-Бройля, и, несмотря на то, что
электроны сильно взаимодействуют между собой, зависимость
их энергии от импульса, которую называют законом дисперсии,
описывается такой же формулой, как и для свободных электро-
нов:
                                p2
                            E=                           (П1.1)
                               2 mЭ∗
где mЭ∗ - так называемая эффективная масса электрона, которая в

реальных металлах может составлять от 0,1 до 30 масс свободно-
го электрона. Используя понятие эффективной массы, квазиим-
пульс можно трактовать как обычный импульс электрона.
     Зоны разрешенных значений энергии разделены интервала-
ми, где уровни энергии отсутствуют. Эти интервалы носят назва-
ния запрещенных зон.
     Поскольку уровни энергий внутренних оболочек атомов
полностью заполнены, то образованные из этих уровней зоны
также будут заполнены. Электрический ток представляет собой
направленное движение электронов и для его возникновения не-
обходимо, чтобы электроны имели возможность изменить свой
импульс и таким образом перейти на другой уровень. Поэтому
электроны, находящиеся в полностью заполненной зоне, не мо-
гут участвовать в переносе электрического заряда. Если же на
незаполненной оболочке атома находится один электрон, то со-

Страницы