Материаловедение. Варжицкий Л.А. - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СамГУПС | Самара

Составители: 

Рубрика: 

Рис.1. Влияние межатомного расстояния на степень расщепления
энергетических уровней электронов в кристалле
В зависимости от конкретных свойств атомов, образующих твердое тело,
межатомное расстояние r принимает определённое значение. При относительно
больших расстояниях (соизмеримых с r1) степень расщепления незначительна, в
результате чего между разрешёнными зонами остаются области запрещенных
значений энергий - запрещённые зоны
(см. рис.1). При меньших расстояниях
(соизмеримых с r2) взаимное влияние соседних атомов на структуру их оболочек
оказывается существеннее, в результате значительное расщепление
сопровождается перекрытием соседних зон, что и приводит к исчезновению
запрещенной зоны между ними.
Введём понятие валентной зоны
- разрешённой зоны, возникшей из уровня,
на котором находятся валентные электроны в основном состоянии
изолированного атома. При температуре абсолютного нуля (Т=0К) электроны
попарно заполняют нижние уровни валентной зоны. Более высокие разрешённые
уровни остаются свободными.
Разрешённую (свободную) зону, не заполненную электронами при Т= 0К,
называют зоной проводимости
. Она формируется за счёт энергетических
уровней внешних «коллективизированных» электронов атомов, образующих
кристаллическую решётку.
Частично заполненная валентная зона является также и зоной
проводимости, так как её свободные уровни могут быть заняты электронами,
получившими дополнительную энергию за счёт электрического поля.
Между валентной зоной и зоной проводимости может располагаться
запрещенная зона
. Значения энергии, принадлежащие запрещённым зонам, не
реализуются.
В зависимости от степени заполнения (заселённости) валентной зоны и
ширины запрещённой зоны возможны три типа энергетических диаграмм,
соответствующих металлам, полупроводникам и диэлектрикам:
• валентная зона может быть заполнена как частично, так и полностью;
между валентной и свободной зонами может находиться запрещённая

Страницы