Cтраница 5
Поведение электрона в разрешенной зоне таково, что он может рассматриваться как свободный, например, когда он принадлежит всему кристаллу ( делокализован) и имеет возможность свободного перемещения по нему. Однако есть и существенное различие между электроном свободным и находящимся в зоне. Это различие заключается хотя бы в том, что обнаруживается некоторая аномалия при рассмотрении кинетической энергии электронов. У дна зоны эта энергия может быть приближенно описана уравнением. [61]
Поведение электрона в разрешенной зоне таково, что он может рассматриваться как свободный. Например, он принадлежит всему кристаллу ( делокализован) и может свободно перемещаться в нем. Однако есть и существенное различие между свободным электроном и находящимся в зоне. Различие это заключается хотя бы в том, что обнаруживается некоторая аномалия при рассмотрении кинетической энергии электронов. У дна зоны эта энергия может быть приближенно описана уравнением W - mv2 / 2, где W - кинетическая энергия электрона; v - его скорость, а величина т / 2 носит название эффективной массы. Даже вблизи дна зоны это выражение справедливо лишь в том случае, если величину эффективной массы взять отличную от таковой для свободного электрона. Пусть электрон е - находится вблизи потолка зоны ( рис. 11, а), отличительной чертой которой является то, что ниже подуровня, на котором находится электрон, имеются незанятые подуровни. [62]
Квазинепрерывный спектр в разрешенных зонах в магнитном поле преобразуется в дискретные уровни Ландау, расстояние между которыми определяется величиной магнитной индукции и значением эффективной массы носителей заряда. Квантование энергии в магнитном поле приводит к целому ряду резонансных и магнетоосцилляционных явлений. [63]
В случае, когда разрешенная зона либо заполнена электронами частично, как это показано на рис. 5 - 1 - 2 6 ( полузаполненная зона), либо полузаполненная зона частично совпадает с зоной проводимости, как это показано на рис. 5 - 1 - 2 6, или же заполненная зона совпадает частично с незаполненной зоной, как показано на рис. 5 - 1 - 2 г, электроны могут перемещаться на более высокий энергетический уровень, ускоряясь под действием электрического поля. Таким образом, возникает электропроводность, и вещества с описанной зонной структурой представляют собой проводники. [64]