Полупроводники. Физика. Часть 4 (квантовая механика и статистическая физика). Гладышев И.В - 21 стр.

                                    21

                     1                 −27      10        −16 эрг
       Е(1 см-1)= (1см −1 ) ⋅ 6,63 ⋅ 10 ⋅ 3 ⋅ 10 = 2 ⋅ 10
      Как следует из полученных соотношений, энергии 1 эВ со-
ответствует тепловая энергия при температуре ТF =11700 град.
Температуру ТF называют фермиевской температурой. В процес-
сах переноса электрического тока и тепла может участвовать
только небольшая часть электронов, находящаяся на уровнях
вблизи энергии Ферми, так как только они в этом случае могут
переходить на свободные уровни энергии. При комнатной тем-
пературе эта часть составляет Т/ТF ≅ 0,02 от общего числа элек-
тронов.
      Если бы кристаллическая решетка была идеальной, то при
абсолютном нуле температуры волны де-Бройля, которыми опи-
сывается поведение электронов проводимости, беспрепятственно
распространялись бы в кристалле. Сопротивление металла при
температуре стремящейся к нулю также стремилось бы к нулю.
Однако “нулевые” колебания и дефекты кристаллической решет-
ки, а также примеси приводят к тому, что сопротивление остает-
ся конечным. При повышении температуры амплитуда тепловых
колебаний атомов увеличивается. Электроны рассеиваются силь-
нее, и сопротивление металла растет. В большинстве чистых ме-
таллов сопротивление растет прямо пропорционально темпера-
туре.
      Как уже говорилось раньше, число электронов с определен-
ным значением проекции спина на уровне равно либо нулю, либо
единице. В статистической физике доказывается, что в этом слу-
чае среднее число электронов n ( E ) на уровне с энергией Е опи-

             n (E )           Т=0
                 1
                                         Т<< TF


                 0    0
                  0            ЕF   Е
Рис. П1.2. Распределение Ферми-Дирака при различных темпера-
           турах.