Читайте также:
|
В основе зонной теории лежит представление, что электроны движутся в поле неподвижных ядер кристаллической решетки. Взаимодействие электрона с другими электронами вещества заменяется действием на него стационарного периодического поля. Таким образом, многоэлектронная задача сводится к задаче о движении одного электрона во внешнем электрическом поле – поле всех ядер и электронов. Известно, что атом обладает набором значений энергии, энергетическими уровнями, и взаимодействие между атомами приводит к тому, что энергетические уровни расщепляются, смещаются, расширяются в зоны, образуя зонный энергетический спектр.
На рис.44 видно, как расщепляются и расширяются лишь уровни внешних, валентных электронов, слабо связанных с ядром. Уровни внутренних электронов совсем не расщепляются или расщепляются очень слабо. Энергия внешних электронов может принимать различные значения в пределах областей, называемых разрешенными энергетическими зонами.
Разрешенные зоны разделены зонами запрещенных значений энергии – запрещенными зонами, где электрон находиться не может.
Зонная теория позволила с единой точки зрения объяснить проводимость металлов, полупроводников, диэлектриков.
1. Валентная зона свободного атома образована из энергетических уровней внутренних электронов и заполнена электронами полностью.
2. Зона проводимости (свободная зона) либо частично заполнена электронами, либо свободна и образована из энергетических уровней внешних электронов изолированных атомов.
В зависимости от степени заполнения зон электронами и ширины запрещенной зоны возможны четыре случая, изображенные на рисунке 45. В металлах (рис.45 а, б) валентная зона частично заполнена (в ней имеются вакантные уровни) или перекрывается с зоной проводимости. Электрон даже за счет теплового движения может перейти в зону проводимости. Если ширина запрещенной зоны невелика (рис 45 в), как в полупроводниках (
~ 
), то электроны из валентной зоны в зону проводимости могут перейти сравнительно легко путем теплового возбуждения или за счет энергии внешнего источника. Если ширина запрещенной зоны кристалла порядка нескольких 
, то тепловое движение не может перебросить электроны в зону проводимости, и кристалл является диэлектриком при всех реальных температурах (рис.45 г).
Дата добавления: 2015-09-05; просмотров: 45 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Собственная и примесная проводимость полупроводников | | | ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ |