ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
§ 2 Ñïåêòð âîçáóæäåíèé â äèýëåêòðèêàõ
2.1 Ìíîãî÷àñòè÷íûå âîçáóæäåíèÿ
Ðàñ ñìîò ðèì âîç áóæ äåí íûå ñî ñòî ÿ íèÿ êðè ñ òàë ëà áî ëåå
ïî äðîá íî. Îñíîâ íîå ñî ñòî ÿ íèå êðè ñ òàë ëà èìå åò
N
ýëåê ò ðî -
íîâ, ïðè ÷åì
N
ïî ðÿä êà
10
23
äëÿ êðè ñ òàë ëà îáú å ìîì â 1 êó áè -
÷å ñêèé ñàí òè ìåòð. Âîç áóæ äåí íûå ñî ñòî ÿ íèÿ òà êî ãî êðè ñ òàë ëà
ìî ãóò áûòü ñî çäà íû êàê áåç èç ìå íå íèÿ ïîë íî ãî ÷èñ ëà ýëåê ò ðî -
íîâ, òàê è ñ èç ìå íå íè åì ýòî ãî ÷èñ ëà. Ïî ñëå ïî ãëî ùå íèÿ ôî òî -
íà èç ìå íå íèÿ ïîë íî ãî ÷èñ ëà ýëåê ò ðî íîâ íå ïðî èñ õî äèò (çà
èñê ëþ ÷å íè åì ñëó ÷à åâ, ñî ïðî âîæ äà þ ùèõ ñÿ ýìèñ ñèåé èç êðè ñ -
òàë ëà âòî ðè÷ íûõ ÷à ñ òèö, íà ïðè ìåð, ýëåê ò ðî íîâ). Îä íà êî ïî -
ñëå âîç áóæ äå íèÿ òâåð äî ãî òåëà ýëåê ò ðîí íûì ïó÷ êîì èç ìå íå -
íèå
N
ìî æåò áûòü âå ñü ìà çíà ÷è òå ëü íûì.
Òåì ñà ìûì ìîæ íî ïðåä ñòà âèòü ñåáå íå ñêî ëü êî ðàç ëè÷ íûõ
âîç áóæ äåí íûõ ñî ñòî ÿ íèé êðè ñ òàë ëà: íåé òðà ëü íûé êðè ñ òàëë ñ
N
ýëåê ò ðî íà ìè, îò ðè öà òå ëü íî çà ðÿ æåí íûå êðè ñ òàë ëû ñ
N + 1
ýëåê ò ðî íà ìè (îäèí äî ïîë íè òå ëü íûé ýëåê ò ðîí),
N + 2
,
N + 3
è
ò.ä. ýëåê ò ðî íà ìè, ïî ëî æè òå ëü íî çà ðÿ æåí íûé êðè ñ òàëë ñ
N -1
ýëåê ò ðî íà ìè (îäíà äî ïîë íè òå ëü íàÿ äûð êà),
N -2
,
N - 3
è ò.ä.
ýëåê ò ðî íà ìè. Áëà ãî äà ðÿ çà êî íó ñî õðà íå íèÿ çà ðÿ äà ýòè ñî ñòî -
ÿ íèÿ íè êîã äà íå ïå ðå õî äÿò äðóã â äðó ãà, çà èñê ëþ ÷å íè åì ñëó -
÷à åâ, êîã äà ýëåê ò ðî íû âëå òà þò â êðè ñ òàëë èç â íå èëè âû ëå òà -
þò èç íåãî. Âîç áóæ äå íèÿ, ðàñ ñìàò ðè âàâ øè å ñÿ â ãëà âàõ 2 è 3,
ÿâ ëÿ ëèñü ïðî ñòåé øè ìè òè ïà ìè âîç áóæ äå íèé êðè ñ òàë ëà. Ïî -
ïðî áó åì ñè ñ òå ìà òè çè ðî âàòü èõ.
Ýëåê ò ðîí â çîíå ïðî âî äè ìî ñòè ÿâ ëÿ åò ñÿ ïðè ìå ðîì ñè ñ òå -
ìû ñ
N + 1
ýëåê ò ðî íà ìè, à äûð êà â âà ëåí ò íîé çîíå — ïðè ìå -
ðîì ñè ñ òå ìû ñ
N -1
ýëåê ò ðî íà ìè. Íå âîç ìîæ íî ñðàâ íèòü ýíåð -
ãèþ òà êîé ñè ñ òå ìû ñ ýíåð ãèåé îñíîâ íî ãî ñî ñòî ÿ íèÿ êðè ñ òàë ëà
ñ
N
ýëåê ò ðî íà ìè, ïî ñêî ëü êó îäíà ñè ñ òå ìà íå ìî æåò áûòü ïå ðå -
âå äå íà â äðó ãóþ. Ìîæ íî òî ëü êî ñðàâ íèòü îñíîâ íîå ñî ñòî ÿ íèå
êðè ñ òàë ëà ñ
N
ýëåê ò ðî íà ìè ïëþñ ýëåê ò ðîí, óäà ëåí íûé íà áåñ -
êî íå÷ íî áî ëü øîå ðàñ ñòî ÿ íèå îò êðè ñ òàë ëà, ñ ýíåð ãèåé
19
§2 Ñïåêòð âîçáóæäåíèé â äèýëåêòðèêàõ
2.1 Ìíîãî÷àñòè÷íûå âîçáóæäåíèÿ
Ðàññìîòðèì âîçáóæäåííûå ñîñòîÿíèÿ êðèñòàëëà áîëåå
ïîäðîáíî. Îñíîâíîå ñîñòîÿíèå êðèñòàëëà èìååò N ýëåêòðî-
íîâ, ïðè÷åì N ïîðÿäêà 1023 äëÿ êðèñòàëëà îáúåìîì â 1 êóáè-
÷åñêèé ñàíòèìåòð. Âîçáóæäåííûå ñîñòîÿíèÿ òàêîãî êðèñòàëëà
ìîãóò áûòü ñîçäàíû êàê áåç èçìåíåíèÿ ïîëíîãî ÷èñëà ýëåêòðî-
íîâ, òàê è ñ èçìåíåíèåì ýòîãî ÷èñëà. Ïîñëå ïîãëîùåíèÿ ôîòî-
íà èçìåíåíèÿ ïîëíîãî ÷èñëà ýëåêòðîíîâ íå ïðîèñõîäèò (çà
èñêëþ÷åíèåì ñëó÷àåâ, ñîïðîâîæäàþùèõñÿ ýìèññèåé èç êðèñ-
òàëëà âòîðè÷íûõ ÷àñòèö, íàïðèìåð, ýëåêòðîíîâ). Îäíàêî ïî-
ñëå âîçáóæäåíèÿ òâåðäîãî òåëà ýëåêòðîííûì ïó÷êîì èçìåíå-
íèå N ìîæåò áûòü âåñüìà çíà÷èòåëüíûì.
Òåì ñàìûì ìîæíî ïðåäñòàâèòü ñåáå íåñêîëüêî ðàçëè÷íûõ
âîçáóæäåííûõ ñîñòîÿíèé êðèñòàëëà: íåéòðàëüíûé êðèñòàëë ñ
N ýëåêòðîíàìè, îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííûå êðèñòàëëû ñ N + 1
ýëåêòðîíàìè (îäèí äîïîëíèòåëüíûé ýëåêòðîí), N + 2, N + 3 è
ò.ä. ýëåêòðîíàìè, ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûé êðèñòàëë ñ N - 1
ýëåêòðîíàìè (îäíà äîïîëíèòåëüíàÿ äûðêà), N - 2, N - 3 è ò.ä.
ýëåêòðîíàìè. Áëàãîäàðÿ çàêîíó ñîõðàíåíèÿ çàðÿäà ýòè ñîñòî-
ÿíèÿ íèêîãäà íå ïåðåõîäÿò äðóã â äðóãà, çà èñêëþ÷åíèåì ñëó-
÷àåâ, êîãäà ýëåêòðîíû âëåòàþò â êðèñòàëë èçâíå èëè âûëåòà-
þò èç íåãî. Âîçáóæäåíèÿ, ðàññìàòðèâàâøèåñÿ â ãëàâàõ 2 è 3,
ÿâëÿëèñü ïðîñòåéøèìè òèïàìè âîçáóæäåíèé êðèñòàëëà. Ïî-
ïðîáóåì ñèñòåìàòèçèðîâàòü èõ.
Ýëåêòðîí â çîíå ïðîâîäèìîñòè ÿâëÿåòñÿ ïðèìåðîì ñèñòå-
ìû ñ N + 1 ýëåêòðîíàìè, à äûðêà â âàëåíòíîé çîíå — ïðèìå-
ðîì ñèñòåìû ñ N - 1 ýëåêòðîíàìè. Íåâîçìîæíî ñðàâíèòü ýíåð-
ãèþ òàêîé ñèñòåìû ñ ýíåðãèåé îñíîâíîãî ñîñòîÿíèÿ êðèñòàëëà
ñ N ýëåêòðîíàìè, ïîñêîëüêó îäíà ñèñòåìà íå ìîæåò áûòü ïåðå-
âåäåíà â äðóãóþ. Ìîæíî òîëüêî ñðàâíèòü îñíîâíîå ñîñòîÿíèå
êðèñòàëëà ñ N ýëåêòðîíàìè ïëþñ ýëåêòðîí, óäàëåííûé íà áåñ-
êîíå÷íî áîëüøîå ðàññòîÿíèå îò êðèñòàëëà, ñ ýíåðãèåé
19
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- …
- следующая ›
- последняя »
