ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
17
валентные (внешние) электроны, которые слабее внутренних связаны с ядрами своих
атомов. Поэтому расщепление уровней валентных электронов наибольшее, ширина
образующейся при этом зоны разрешённых значений энергии равна нескольким
электрон-вольтам.
Влияние электрических полей взаимодействующих атомов на внутренние электроны
намного слабее и поэтому в кристалле малыми оказываются расщепление
энергетических уровней внутренних электронов и ширина отвечающих им разрешенных
зон. Разрешённые энергетические зоны в кристалле разделены запрещёнными зонами.
Ширина запрещённых зон соизмерима по величине с шириной разрешенных зон. С
ростом энергии ширина разрешённых зон увеличивается, а ширина запрещённых зон
уменьшается.
Вопрос 16. Что такое валентная зона и зона проводимости?
Многие физические свойства кристалла определяются характером заполнения
электронами соответствующих энергетических зон. Что произойдёт, если кристалл
подвергнуть нагреванию, облучению или просто создать внутри него электрическое
поле? Так как в этом случае кристалл получает энергию извне, то и энергия электронов
должна увеличиваться. С позиции квантовой механики это означает, что электроны
получают возможность перейти в новое состояние, соответствующее более высокому
энергетическому уровню, если порция энергии, получаемая извне, достаточна для
перевода электронов на один из возбуждённых уровней энергии.
Такая возможность представляется в первую очередь электронам последней
заполненной зоны, так как для перехода электронов из заполненных зон, лежащих еще
ниже, нужна слишком большая энергия возбуждения. Многие процессы в кристаллах
объясняются состоянием именно валентных электронов. Поэтому на упрощенной схеме
энергетических зон изображают только три зоны – последнюю, полностью заполненную
при абсолютном нуле температур, запрещенную зону и следующую за ней зону, которая
может быть либо полностью свободной, либо частично заполненной. Полностью
заполненную зону называют валентной зоной, а следующую за ней – зоной
проводимости. Такое название эта зона получила потому, что находящиеся в ней
электроны, получив энергию от внешнего электрического поля, могут переходить на
свободные подуровни (так как зона не полностью заполнена) и таким образом принимать
участие в направленном переносе заряда.
Вопрос 17. Как отличаются энергетические зоны у диэлектриков,
металлов и полупроводников?
В зависимости от характера заполнения зоны проводимости и ширины запрещенной
зоны возможны три случая, представленных на рис.5. Если зона проводимости
полностью незаполнена, а ширина запрещенной зоны составляет величину в несколько
электронвольт, то такой кристалл принято относить к диэлектрикам (рис.5в). Если зона
проводимости полностью незаполнена, а ширина запрещенной зоны имеет величину
порядка одного электронвольта, то такой кристалл относится к полупроводникам
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- …
- следующая ›
- последняя »
