Составители:
Рубрика:
j = –enδv = e
2
Enτ
p
/m
*
, (5.4.37)
и, следовательно, проводимость равна:
σ = j/E = e
2
nτ
p
/m
*
. (5.4.38)
δp
x
= F
τ
р
= –еЕτ
р
p
x
E
F = –eE
p
y
Рис. 5.4.8. Смещение электронного ансамб-
ля в пространстве импульсов под дейст-
вием внешнего электрического поля
Е.
При наличии вакантных состояний близ по-
верхности Ферми смещается весь ансамбль.
В таком веществе электроны "свободны" набирать энергию даже
при слабом внешнем воздействии при любой температуре. При увели-
чении температуры ширина области перехода от полностью занятых к
полностью свободным состояниям расплывается примерно на k
T, но это
размытие никак не влияет на количество электронов, которым принцип
Паули не помешает набирать энергию в электрическом поле и участво-
вать в переносе заряда. В любом случае проводимость обеспечивает
весь электронный ансамбль. Но с ростом температуры увеличиваются
амплитуды тепловых колебаний атомов, увеличивается
степень де-
фектности
структуры кристалла, увеличивается вероятность рассеяния
электронов на решетке и уменьшается τ
p
. Поэтому проводимость пада-
ет, она пропорциональна τ
p
.
Ситуация, когда одна разрешенная зона, называемая
валентной,
v–зоной, полностью занята, а другая, называемая свободной или зоной
проводимости
, c–зоной, отделена от v–зоны запрещенным энергетиче-
ским промежутком и абсолютно свободна (при нуле температуры), от
предыдущей отличается принципиально. Электроны в таких веществах
не свободны в том смысле, что слабое внешнее поле не может изме-
нить их распределение в пространстве импульсов
. Для их возбуждения
необходима энергия, превышающая ширину запрещенной области, см.
рис.
5.4.3. Поэтому проводимости при абсолютном нуле температуры
быть не может. Она возникнет только в том случае, когда часть элек-
тронов будет переброшена из v
– в c–зону, за счет тепловой энергии или
при ином возбуждении. Тогда в нижней зоне появляются вакансии,
70
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- …
- следующая ›
- последняя »
