Рассеяние - электронная волна
Cтраница 3
Это означает, что при любых нарушениях идеальности поля решетки происходит изменение квазиимпульса Р и, следовательно, на любых нарушениях идеальной структуры решетки должно происходить рассеяние электронных волн. Такими нарушениями периодичности U ( г) являются тепловые колебания и дефекты решетки. Рассеяние на них является физической причиной конечного сопротивления электрическому току. [31]
В связи с тем, что квазиимпульс меняется под действием непериодической части потенциального поля, мри любых нарушениях идеальности ( периодичности) поля кристаллической решетки происходит изменение квазиимпульса Р и, следовательно, на любых нарушениях идеальной структуры решетки должно осуществляться рассеяние электронных волн. Это и является физической причиной электрического сопротивления. [32]
Таким образом, квазиимпульс меняется под действием непериодической части потенциального поля - ( v ( r) ] - Это означает, что при любых нарушениях идеальности поля решетки происходит изменение квазиимпульса Р и, следовательно, на любых нарушениях идеальной структуры решетки должно происходить рассеяние электронных волн. Такими нарушениями периодичности U ( r) являются тепловые колебания и дефекты решетки. Рассеяние на них является физической причиной конечного сопротивления электрическому току. [33]
 |
Рассеяние электронной волны кристаллической решеткой металла. [34] |
Реальные металлы сопротивляются перемещению электронов из-за дефектов кристаллического строения и примесей, рассеивающих электронные волны. Рассеяние электронных волн наблюдается в том случае, если размеры центров рассеяния превосходят длину электронных волн. Вероятность возникновения флуктуации плотности в этом случае у металлов велика, поскольку полностью устранить тепловые колебания атомов нельзя; поэтому при беспорядочном направлении колебаний части атомов среди большого их числа всегда найдутся такие, которые в данный, момент движутся навстречу друг другу. [35]
Решетка алмаза, как и других полупроводников этого типа, обладает кубической симметрией. Рассеяние электронных волн на этих колебаниях слабее, чем в кристаллах, в которых, наряду с акустическими, имеются и полярные оптические колебания. Соответственно с этим полупроводники с алмазной решеткой обладают большой подвижностью электронов и дырок. [36]
В таком поле свободное движение зарядов описывается уравнением Шредин-гера. Нарушение периодичности вызывает рассеяние электронных волн, что можно описать в терминах кратковременных столкновений. Последние вместе с тепловым движением определяют кинетическое уравнение переноса заряда. Движение заряда в периодическом поле подобно движению свободного заряда в вакууме с той разницей, что необходимо ввести эффективную массу т, которая может оказаться тензором. Картина в целом аналогична движению молекул, описываемому кинетической те - орией газов, а электрический ток подобен газу, движущемуся в определенном направлении под воздействием внешнего давления. [37]
В таком поле свободное движение зарядов описывается уравнением Шредин-гера. Нарушение периодичности вызывает рассеяние электронных волн, что можно описать в терминах кратковременных столкновений. Последние вместе с тепловым движением определяют кинетическое уравнение переноса заряда. Движение заряда в периодическом поле подобно движению свободного заряда в вакууме с той разницей, что необходимо ввести эффективную массу га, которая может оказаться тензором. Картина в целом аналогична движению молекул, описываемому кинетической теорией газов, а электрический ток подобен газу, движущемуся в определенном направлении под воздействием внешнего давления. [38]
Такое твердое тело называется полупроводником. При увеличении температуры рассеяние электронных волн увеличивается, так что длина свободного пробега электронов уменьшается, но этот эффект с избытком компенсируется увеличением количества свободных электронов в зоне проводимости; в итоге проводимость увеличивается с ростом температуры. Если Q не превышает 1 эв, то чистое вещество уже при комнатной температуре имеет заметную проводимость; такое вещество называется собственным полупроводником. [39]
В квантовой теории средняя скорость ( uF от температуры практически не зависит, так как доказывается, что с изменением температуры уровень Ферми остается практически неизменным. Однако с повышением температуры рассеяние электронных волн на тепловых колебаниях решетки ( на фононах) возрастает, что соответствует уменьшению средней длины свободного пробега электронов. [40]
В квантовой теории средняя скорость ( UF) от темпер ры практически не зависит, так как доказывается, что с изменением температуры уровень Ферми остается практически неизменным. Однако с повышением температуры рассеяние электронных волн на тепловых колебаниях решетки ( на фононах) возрастает, что соответствует уменьшению средней длины свободного пробе-га электронов. [41]
В реальной кристаллической решетке всегда имеются неоднородности, которыми могут быть, например, примеси, вакансии; неоднородности обусловливаются также тепловыми колебаниями. В реальной кристаллической решетке происходит рассеяние электронных волн на неоднород-ностях, что и является причиной электрического сопротивления металлов. [42]
В реальной кристаллической решетке всегда имеются неоднородности, которыми могут быть, например, примеси, вакансии; неоднородности обусловливаются также тепловыми колебаниями. В реальной кристаллической решетке происходит рассеяние электронных волн на неоднородностях, что и является причиной электрического сопротивления металлов. [43]
Поэтому омическое сопротивление металла может быть вызвано только тем, что реальный металл не является средой с идеально периодическим полем. Отступления от строгой периодичности поля вызывают рассеяние электронных волн [ t) rt ( x) ] и приводят к изменению среднего импульса электрона pih, чем и вызывается омическое сопротивление. Эти отступления от периодичности обусловлены двумя причинами: 1) тепловыми колебаниями атомов металла, 2) наличием посторонних вкраплений в кристалле и случайными микродеформациями. По мере уменьшения температуры металла уменьшается амплитуда колебания атомов, а вместе с тем уменьшается рассеяние электронных волн, и следовательно, падает сопротивление. [44]
В [30], [31] были подробно изучены электрофизические свойства 1по вб7 [ о. Было показано, что основным механизмом рассеяния электронных волн является рассеяние на катионных вакансиях. [45]
Страницы: 1 2 3 4