Энергетический разрыв

Cтраница 3

В зависимости от строения атомов и природы кристаллических решеток валентная зона и зона проводимости могут перекрываться или не перекрываться. В случае, когда зоны не перекрываются, между ними имеется энергетический разрыв, который называется запрещенной зоной. Различие между металлами и полупроводниками определяется прежде всего энергетическим состоянием электронов проводимости. [31]

Поэтому уже при обычных условиях электроны способны переходить с уровня на уровень, осуществляя между атомами металла нелокализованные связи. Этой возможности лишены электроны в кристаллах неметаллов, так как в них между валентной зоной и зоной проводимости имеется энергетический разрыв, называемый запрещенной зоной. [32]

Симметричное сближение молекул бутадиена и этилена при реакции Дильса-Альдера. [33]

Различие между этой корреляционной диаграммой и диаграммой для комбинации из двух молекул этилена очень велико. В данном случае, во-первых, каждый связывающий уровень реагентов коррелирует со связывающим уровнем продукта и, во-вторых, нет корреляций, которые пересекают большие энергетические разрывы между связывающими и разрыхляющими уровнями. [34]

Для различных направлений в кристалле могут существовать разные предельные значения вектора k, соответствующие отражению электронных волн в этих направлениях, и соответственные значения периода а. Чем сильнее связь валентных электронов в решетке, чем выше энергетические барьеры между атомами, тем уже разрешенные полосы энергии и тем шире разрывы между ними Величина энергетического разрыва между зонами возможных значений энергии зависит от направления, но будет существовать и такой интервал энергий Е, в пределах которого ни в одном направлении движение невозможно - это запретная зона энергий Вне этой зоны могут существовать энергетические уровни, при которых электроны могут двигаться в некоторых направлениях, тогда как движение с той же энергией в других направлениях невозможно. [35]

В 1937 г. Джонс разработал детальную теорию фазовой границы а - р в системе Си - Zn, в которой за твердым раствором а с кубической гранецентрированной решеткой следует промежуточная фаза Р с кубической объемноцентрированной решеткой. Приняв одинаковые значения атомного объема как для се -, так и для р-фазы и приравняв их к величине атомного объема чистой меди, а также использовав одну и ту же величину энергетического разрыва ( запрещенной зоны энергий), полученную для меди путем исследования оптических свойств ( Д 4 1 эв), Джонс рассчитал кривые зависимости плотности состояний для обеих фаз от энергии, выраженной в электронвольтах. Результаты расчетов представлены схематически) на фиг. Первый максимум на кривой плотности состояний для а-фазы появляется при величине энергии около 6 6 эв. [36]

Ферми с зонами Бриллюэна. Основная причина этого, до-видимому, заключается в том, что существует реальная разница между попыткой Джонса рассчитать относительную стабильность двух фаз, используя для этой цели представления о соприкосновении поверхности Ферми с определенными гранями зоны Бриллюэна в предположении о наличии большого энергетического разрыва, а также дополнительные термодинамические величины, и подобными же попытками, использующими представления о сферических поверхностях Ферми и сводящимися к простому расчету электронной концентрации, при которой происходит соприкосновение данной сферы Ферми с границами зоны. В последнем случае на границе зоны не должно быть энергетического разрыва. Как указал недавно Юм-Розери 157 ], это важное заключение в металловедческой литературе зачастую не принимается во внимание. Расчеты, основанные на представлении о свободных электронах, показали, что соприкосновение сферической поверхности Ферми с границами зоны Бриллюэна должно происходить при электронной концентрации, равной 1 36 для а-фазы и 1 48 для ( 3-фазы ( см. фиг. Эти значения хорошо согласуются с экспериментальными данными. [37]

Ферми с зонами Бриллюэна. Основная причина этого, по-видимому, заключается в том, что существует реальная разница между попыткой Джонса рассчитать относительную стабильность двух фаз, используя для этой цели представления о соприкосновении поверхности Ферми с определенными гранями зоны Бриллюэна в предположении о наличии большого энергетического разрыва, а также дополнительные термодинамические величины, и подобными же попытками, использующими представления о сферических поверхностях Ферми и сводящимися к простому расчету электронной концентрации, при которой происходит соприкосновение данной сферы Ферми с границами зоны. В последнем случае на границе зоны не должно быть энергетического разрыва. Как указал недавно Юм-Розери [57], это важное заключение в металловедческой литературе зачастую не принимается во внимание. Расчеты, основанные на представлении о свободных электронах, показали, что соприкосновение сферической поверхности Ферми с границами зоны Бриллюэна должно происходить при электронной концентрации, равной 1 36 для а-фазы и 1 48 для р-фазы ( см. фиг. Эти значения хорошо согласуются с экспериментальными данными. [38]

Согласно зонной теории твердого тела, если имеется достаточное число электронов для заполнения всех разрешенных энергетических состояний одной или нескольких зон и последняя заполненная зона не соприкасается и не перекрывается со следующей зоной, то при абсолютном нуле совершенный кристалл такого вещества является изолятором. При этом отсутствует перекрытие кривых зависимости плотности состояний от энергии ( см. фиг. Энергетический разрыв между самыми высокими занятыми состояниями и самыми низкими незанятыми называется областью запрещенных значений энергии или запрещенной зоной. При этом уровень Ферми проходит посредине запрещенной зоны. Если ширина запрещенной зоны мала, то при повышении температуры электро-аы из занятой зоны будут переходить на незанятые энергетические состояния следующей зоны. В этом случае приложение разности потенциалов приведет к появлению проводимости, поскольку имеется достаточно большое число незанятых состояний, по которым эти электроны могут свободно двигаться. Такие вещества известны под названием собственных полупроводников. Если ширина запрещенной зоны достаточно велика, то тепловая энергия, необходимая для активации электронов в зону проводимости, может оказаться настолько высокой, что это вызовет смещение я миграцию атомов или даже пробой твердого тела. Такое положение характерно для некоторых изоляторов при обычных температурах. Значение ширины запрещенной зоны для гомологических рядов веществ является мерой прочности связи между атомами з кристалле. [39]

Услопня перокрынанин зон при сближении атомов металла ( и углэрода ( Ь. [42]

На рис. 146, b в элементарной ячейке имеется нечетное количество электронов, например, ls - электрон, нижняя полоса 1 заполнена наполовину. На рис. 146, с нижняя полоса 1 заполнена целиком. Если разрыв Е достаточно велик, как на рис. 146, с, электрон из более низкой полосы может попасть в более высокую, чем 1-я ( например, во 2 - ю), лишь преодолев энергетический разрыв между более низкой и второй зонами. Такое вещество должно быть изолятором. [43]

Энергетические зоны диэлектрика ( а, полупроводника ( б и металла ( в. [44]

Расположение зон ( ближе или дальше друг от друга) и их заполненность электронами обусловливают свойства кристалла как диэлектрика ( изолятора), полупроводника и проводника. При условии перекрывания валентной зоны и зоны проводимости вещество ведет себя как проводник. Если зоны не перекрываются, достаточно далеко удалены друг от друга и валентная зона полностью заполнена электронами, вещество проявляет свойства диэлектрика. Энергетический разрыв между зоной проводимости и валентной зоной называется запрещенной зоной. У диэлектриков ширина запрещенной зоны выше 3 эВ, у полупроводников от 3 до 0 1 эВ и у проводников ( металлов) запрещенная зона отсутствует, А. [45]

Страницы: 1 2 3 4