Составители:
Рубрика:
щелочного металла), то в энергетической зоне будет занята ровно
половина возможных состояний (уровней).
При ограниченном числе электронов, содержащихся в твердом теле,
заполненными при Т =0 окажутся лишь несколько наиболее низких
энергетических зон, между которыми находятся запрещенные зоны. По
характеру заполнения зон электронами все тела можно разделить на две
большие группы.
К первой
группе относятся тела, в которых над целиком заполненной
зоной находится зона, заполненная лишь частично (рис. 14а). Такая зона
возникает в том случае, когда атомный уровень, из которого она
образуется, заполнен в атоме не полностью, как это имеет место,
например, у щелочных металлов.
Частично заполненная зона может образоваться также и вследствие
наложения заполненных зон на пустые или частично заполненные, как это
имеет место у бериллия и других щелочно-земельных элементов (рис.
14б). Наличие зоны, заполненной лишь частично, присуще металлам.
Ко второй группе относятся тела, у которых над целиком
заполненными зонами расположены пустые зоны (рис. 14, в,г). Типичным
примером таких тел являются
химические элементы IV группы таблицы
Менделеева – углерод в модификации алмаза, кремний, германий и
многие химические соединения.
Характер заполнения зон оказывает решающее влияние на
электропроводность веществ. При наложении внешнего поля Ε возникает
ускоренное движение электронов в направлении силы F = - eΕ, что
связано с переходом на более высокие уровни энергии. Такие переходы
возможны
лишь в том случае, если в энергетической зоне, к которой
принадлежат данные электроны, имеются незанятые состояния, т.е. если
зона укомплектована не полностью. В этом случае даже слабое
электрическое поле способно сообщить электронам достаточный
добавочный импульс, чтобы перевести их на близлежащие свободные
уровни. В теле появится преимущественное движение электронов против
поля
, т.е. появится электрический ток. Такая ситуация характерна для
металлов, удельная электро-проводность которых составляет σ ~ 10
7
Ом
-1
м
-1
.
Если верхняя из заполненных электронами зон (валентная зона)
заполнена целиком, то вследствие наличия запрещенной зоны шириной
E
g
, внешнее поле не способно перевести электрон в вышележащую
свободную зону (зону проводимости) и, следовательно, изменить
характер их распределения по скоростям. Внутри же самой валентной
зоны, не содержащей ни одного свободного уровня, внешнее поле может
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- …
- следующая ›
- последняя »
