Составители:
Рубрика:
вызвать лишь перестановку электронов местами. Поэтому в таких телах
не возникает направленного движения электронов, вследствие чего они
должны обладать практически нулевой электропроводностью. У хороших
диэлектриков σ < 10
-11
Ом
-1
м
-1
.
Таким образом достаточным условием появления у тел высокой
проводимости является наличие в их энергетическом спектре
энергетических зон, укомплектованных электронами лишь частично.
Отсутствие же таких зон в спектре твердых тел второй группы делает их
непроводниками. По ширине запрещенной зоны тела второй группы
условно делят на диэлектрики и полупроводники.
К диэлектрикам относят
тела, имеющие относительно широкую
запрещенную зону (рис. 14в). У типичных диэлектриков Е
g
> ~ 3 эВ (у
алмаза: Е
g
= 5,2 эВ, у корунда (Al
2
O
3
): E
g
= 7 эВ).
К полупроводникам относят тела, имеющие сравнительно узкую
запрещенную зону (рис. 14г). У типичных полупроводников Е
g
< 2эВ.
Так, у германия Е
g
~ 0,66 эВ, у кремния Е
g
~ 1,08 эВ и т.д.
3.3 Температурная зависимость функции распределения
электронов по энергетическим состояниям – функция распределения
Ферми – Ди-рака.
Описанное выше заполнение электронами наиболее низколежащих
энергетических уровней имеет место лишь при равной нулю абсолютной
температуре. При повышении температуры кинетическая энергия
электронного газа увеличивается; при этом вероятность заполнения
электронами любого квантового
состояния, вообще говоря, отлична от
нуля. Для описания распределения электронов по различным квантовым
состояниям используются методы квантовой статистики.
Рассмотрим систему, состоящую из N частиц (например, электронов),
каждый из которых может находиться в одном из одночастичных
квантовых состояний и пусть энергия i –го состояния равняется ε
i
,
причем некоторые из значений энергии могут быть вырожденными, т.е.
одному и тому же значению энергии могут соответствовать несколько
одночастичных состояний.
Если система находится в равновесном состоянии, то распределение
частиц по состояниям характеризуется средним числом частиц, n
i
,
находящихся в данном состоянии. В соответствии с каноническим
распределением Гиббса, вероятность того, что при температуре Т в i – ом
состоянии находится n
i
частиц, равна,
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- …
- следующая ›
- последняя »
