Расположение - энергетические уровни
Cтраница 3
Метод Бауэра удобен в тех случаях, когда сопоставляются свойства кристаллов со сходным расположением энергетических уровней и потому сходной последовательностью переходов от одного механизма компенсации к другому. Позволяя аналитически выразить зависимости концентраций дефектов от состава газовой среды, этот метод облегчает анализ причин ряда наблюдаемых явлений, а в некоторых случаях и определение неизвестных констант. В то же время следует иметь в виду, что допущение о возможности сведения уравнения электрического баланса к простейшему двухчленному уравнению далеко не всегда приемлемо. [31]
Существенный для явлений в полупроводниках факт состоит в том, что нарушение правильного строения кристаллической решетки изменяет расположение энергетических уровней, возможных для электронов. Особенно существенную роль играют нарушения строения кристаллической решетки при наличии в ней посторонних, или избыточных, атомов. [33]
 |
Схема энергетических зон твердого тела. [34] |
Необходимо еще отметить, что порядок расположения зон в энергетической схеме твердого тела может не соответствоиать порядку расположения энергетических уровней в свободном атоме; в этом случае при образовании твердого тела электроны перераспределяются в соответствии с принципом Паули так, чтобы оказались занятыми все нижние уровни энергетического спектра. В левой части рис. 4 схематически представлен генезис энергетических зон твердого тела в процессе сближения атомов. Эти интервалы ( полосы, или диапа-зоны) разрешенных и запрещенных значений энергии носят название энергетических зон. Как видно из рис. 5, ширина разрешенных зон растет по мере увеличения энергии данного состояния; ширина запретных зон в этом направ-лешш уменьшается. И так же как в отдельном атоме, где для перехода электрона с нижнего квантового уровня на верхний требуется подвести извне энергию, равную энергетической разности этих уровней, так и в твердом теле для перемещения электрона из нижней энергетической зоны в нерхпюю также требуется затратить энергию, равную ширине запретной зоны, лежащей между ними. Это же условие должно соблюдаться и при перемещениях электронов в пределах одной разрешенной зоны. При обратных переходах выделяется энергия, ранная разности соответствующих уровней. Плотность уровней в разрешенных зонах очень велика, так как ширина энергетических зон в твердом теле не превосходит нескольких элсктронвольт, а число уровней в них равно числу атомов в объеме твердого тела. При числе атомов 1022, что соответствует куску твердого тела объемом примерно 1 см3, энергетическая разность соседних уровней составляет 10 - 22 эв. Такое положение позволяет считать, что энергетические уровни образуют в зоне практически непрерывный спектр и перемещение электронов в пределах одной зоны осуществляется очень легко. В частности, энергия, которую приобретает электрон на длине свободного пробега ( 10 - - 4 - 10 - 8эв), намного превосходит ту энергию, которая разделяет соседние уровни в зоне. Здесь, кстати, следует также напомнить, что средняя тепловая энергия колеблющегося атома твердого тела при комнатной температуре составляет 0.04 эв и что тепловая энергия кристаллической решетки может передаваться электронам, чему в энергетической схеме соответствует переход этих электронов на высшие энергетические уровни. [35]
Последняя зависимость сохраняет линейный характер лишь для ограниченного круга заместителей, что определяется числом л-электронов и изменением расположения энергетических уровней, вносимых заместителем X в общую л-электрон-ную систему молекулы. [36]
Некоторые особенности явлений пробоя, например звездообразные картины при перенапряжении, отчасти напоминают электронные процессы, которые обусловлены расположением энергетических уровней и кристаллов. Поэтому целесообразно остановиться на вопросе, почему эффекты ориентации приписывают свойствам тепловых колебаний кристаллов. Это мнение основано на наблюдениях, показывающих, что пути имеют случайную ориентацию в определенных щелочных галоидах при - 195 С, но становятся ориентированными, когда температура увеличивается. Сильная зависимость конфигурации путей от температуры наводит на мысль, что колебания решетки связаны с процессом ориентации. [37]
Причины различия в поведении ансамблей электронов в многоэлектронном атоме и звеньев или их совокупностей в макромолекуле связаны с различием в расположении энергетических уровней той и другой системы. Электронные уровни расположены на расстояниях, значительно больших kT, в то время как уровни энергии элементов, составляющих ансамбль макромолекулы, могут находиться на расстояниях, значительно меньших kT или того же порядка величины. [38]
 |
Поглощение света. [39] |
Экспериментально наблюдаемый спектр молекулярного разреженного газа является статистическим выражением совокупности элементарных актов поглощения и испускания и в конечном счете зависит от расположения энергетических уровней, их населенности, значений вероятностей оптических и неоптических переходов. Основой макроскопического описания спектров служит кривая распределения по частотам ( или длинам волн) интенсивности поглощенной или испущенной радиации. В качестве характеристик поглощательной способности вещества используется ряд величин, связанных между собой. Они определяются следующим образом. [40]
Несмотря на то что у любого свободного иона в октаэдрическом и в тетраэдрическом поле появляются одинаковые по числу и типу состояния, последовательность расположения энергетических уровней для этих состояний в октаэдре противоположна порядку энергетических уровней в тетраэдре. [41]
Если расщепление, создаваемое магнитным полем, сравнимо по величине со спин-орбитальным, то получаем так называемый эффект Пашена - Бака, для которого расположение энергетических уровней более сложно. При действии на атом внешнего электрического поля наблюдается аффект Штарка. В однородном поле, направленном вдоль оси z, каждый уровень расщепляется таким образом, что компоненты с различными Mj имеют различные энергии. Взаимодействие такого поля с атомом ( или молекулой) выражается через электрический диполь-ный момент. [42]
Таким образом, исследование спектров поглощения и излучения позволяет решать вопросы о влиянии химического состава, структуры излучающих ( поглощающих) центров, а также внешней среды на состав н расположение энергетических уровней вещества, на вероятности переходов между ними, на распределение центров по системе уровней. [43]
Существенный для явлений, имеющих место в полупроводниках, факт состоит в том, что всякое нарушение правильного строения кристаллической решетки ослабляет сйязь валентных электронов с элементами этой решетки и изменяет расположение энергетических уровней, возможных для электронов. Особенно существенную роль играют нарушения строения кристаллической решетки, имеющие место при наличии в ней посторонних или избыточных атомов. [44]
А теперь давайте сами попробуем написать схему распределения электронов по энергетическим уровням и подуровням для атомов с номерами от 1 до 36 ( результаты сведены в схеме 2), Для этого удобно пользоваться схемой 1 порядка расположения энергетических уровней, приведенной в предыдущем разделе. [45]
Страницы: 1 2 3 4