Элементы квантовой, атомной и ядерной физики. Полицинский Е.В. - 86 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

86
Твердое тело является проводником электрического тока и в
том случае, когда валентная зона перекрывается свободной зоной,
что в конечном счете приводит к не полностью заполненной зоне
(рис. 45, б). Это
имеет место для щелочноземельных элементов, об-
разующих II группу таблицы Менделеева (Be, Mg, Ca, Zn, ...). В дан-
ном случае образуется так называемая «гибридная» зона, которая за-
полняется валентными электронами лишь частично. Следовательно, в
данном случае металлические свойства щелочноземельных элементов
обусловлены перекрытием валентной и свободной зон.
Возможно также перераспределение электронов между зонами,
возникающими из уровней различных атомов, которое может привести
к тому, что вместо двух частично заполненных зон в кристалле окажут-
ся одна полностью заполненная (валентная) зона и одна свободная зона
(зона проводимости). Твердые
тела, у которых энергетический
спектр электронных состояний состоит только из валентной зоны и
зоны проводимости, являются диэлектриками или полупроводни-
ками в зависимости от ширины запрещенной зоны ∆
∆∆
∆Е.
Если
ширина запрещенной зоны кристалла порядка несколь-
ких электрон-вольт, то тепловое движение не может перебросить
электроны из валентной зоны в зону проводимости и кристалл
являет-
ся диэлектриком, оставаясь им при всех реальных температурах
(рис. 45, в). Если запрещенная зона достаточно узка (∆Е порядка 1
эВ), то переброс электронов из валентной зоны в зону проводимости
может быть осуществлен весьма легко либо путем теплового возбужде-
ния, либо за счет внешнего источника, способного передать электронам
энергию ∆Е, и кристалл является полупроводником (рис. 45, г).
Рис.45. Металлы, диэлектрики и полупроводники по зонной теории
Различие между металлами и диэлектриками с точки зрения зон-
ной теории состоит в том, что при 0 К в зоне проводимости металлов
имеются электроны, а в зоне проводимости диэлектриков они отсутст-
вуют. Различие же между диэлектриками и полупроводниками опреде-
ляется шириной запрещенных зон: для диэлектриков она довольно ши-

Страницы