Составители:
Рубрика:
Во втором случае мы так же можем полем изменить распределение
электронов, поскольку в разрешенных состояниях есть вакансии. На-
правленность движения получают опять-таки электроны, но если этих
вакансий мало, то весь электронный ансамбль ведет себя так, что его
свойства проще
могут быть описаны законами перемещения этих ва-
кансий, как свойства ансамбля неких новых
КВАЗИЧАСТИЦ –ДЫРОК. По-
нятно, что реально никаких
дырок в природе не существует. Они нужны
лишь для удобства описания явления проводимости в почти заполнен-
ной зоне. При этом параметры электрона и дырки, если они занимают
одно и то же квантовое состояние, соотносятся следующим образом:
m
h
*
= –m
e
*
, (5.4.31)
k
h
= $k
e ,
p
h
= $p
e
(5.4.32)
E
h
(р
h
) = –E
e
(р
e
) , (5.4.33)
но скорости электронов и дырок равны,
v
h
(k
h
) = v
e
(k
e
) , так как v = ∇
p
E(р). (5.4.34)
Таким образом, дырки – положительно заряженные квазичастицы,
имеющие положительную эффективную массу. Их кинетическая энер-
гия отсчитывается от потолка зоны вниз
на обычной энергетической
шкале, где за положительное направление (вверх) принято направление
увеличения энергии электронов.
5.4.2 Металлы, полупроводники, диэлектрики
Мы уже часто пользовались такими терминами, как "металл" или
"полупроводник", полагая, что пока нам хватало и общих представле-
ний о том, что это такое. Теперь уточним эти понятия.
Возможны два принципиально различных варианта заполнения раз-
решенных состояний электронами. Граница между заполненными и
свободными состояниями проходит либо в области (зоне) разрешенных
состояний, либо – запрещенных.
Мы видели, что каждая зона в кристалле с
N
3
атомами содержит 2N
3
разрешенных состояний. Если же кристалл состоит из одновалентных
атомов, т.е. в нем всего
G
3
электронов, то они заполнят лишь половину
зоны. В кубическом кристалле зона Бриллюэна – тоже куб, с центром
при k = 0 и стороной 2π/
a. Заняты половина состояний, с наименьшими
68
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- …
- следующая ›
- последняя »
