Зонная структура - энергетические уровни
Cтраница 1
Зонная структура энергетических уровней получается непосредственно из решения уравнения Шредингера для электрона, движущегося в периодическом силовом поле. Это поле создается решеткой кристалла. [1]
В заполнении зонной структуры энергетических уровней электронами проявляются те свойства химических связей ближайших соседей, которые существуют в молекуле. [2]
 |
Расположение зон у различных веществ. [3] |
Не вдаваясь в детали, отметим, что зонная структура энергетических уровней получается из решения уравнения Шредингера для электрона, который движется в периодическом силовом поле кристаллов. [4]
Таким образом, вряд ли можно отрицать, что не только кристаллические, но и аморфные вещества могут иметь свойства полупроводников, обладая зонной структурой энергетических уровней с заполненной валентной зоной и запрещенной зоной конечной ширины. [5]
В те годы, когда производил свои исследований Игорь Васильевич, не существовало предпосылок для развития электронных процессов в твердых средах, не было квантовой теории электронных токов, зонной структуры энергетических уровней, идеи дырок. Поэтому изучение полупроводников могло сводиться тогда лишь к накоплению фактов, а путь аналогии с ионами был устранен квантовой природой электронных процессов. [6]
Зонная структура энергетических уровней в кристаллах позволяет в принципе понять, почему одни кристаллы проводят электрический ток, а другие ведут себя как изоляторы. [7]
Приведенное выше описание электронного строения металлов является предельно упрощенным. У переходных металлов благодаря участию в перекрывании s -, p - и d - op - биталей атомов возникает довольно сложная зонная структура энергетических уровней. Однако у всех металлических элементов в той или иной степени обнаруживаются такие характерные свойства, как высокие электропроводность и теплопроводность, металлический блеск, пластичность и ковкость. [9]
Можно считать твердо установленным, что полупроводниковые свойства присущи не только кристаллическому, но и аморфному состоянию. Между тем до настоящего времени не существует теории аморфных полупроводников. Квантовая теория связывает свою основу - зонную структуру энергетических уровней - исключительно с дальним порядком кристалла. [10]
 |
Рависимоеть плотности германия от температуры.| Зависимость электропроводности германия от температуры. [11] |
Можно считать твердо установленным, что полупровод - никовые свойства присущи не только кристаллическому, но и аморфному состоянию. Между тем до настоящего времени не существует теории аморфных полупроводников. Квантовая теория связывает свою основу - зонную структуру энергетических уровней - исключительно с дальним порядком кристалла. [12]
Все изложенное в этом и предыдущих параграфах справедливо не только для металлов, но и для других типов твердых тел. В самом деле, расщепление энергетических уровней электронов и образование энергетических зон связано с тем, что атомы или другие частицы, находящиеся в узлах кристаллической решетки, взаимодействуют друг с другом и создают внутри тела периодическое электрическое поле. В § 76.1 уже указывалось, что даже в случае, когда в узлах кристаллической решетки находятся нейтральные атомы или молекулы, их ядра и электроны также создают электрическое поле, особенно сильное в непосредственной близости от узлов решетки. Таким образом, в случае любого твердого тела, состоящего из упорядоченно расположенных в решетке частиц ( ионов, атомов или молекул), образуется зонная структура энергетических уровней электронов, существует зонный энергетический спектр. [13]
Принципиальным отличием лазеров на конденсированных средах от газовых является то, что атомы и молекулы в них либо совсем не могут совершать какого-либо направленного поступательного движения, что имеет место в твердых телах, либо, если могут, то это движение настолько ограниченно и не существенно по сравнению с колебательным или вращательным ( характерными для жидкостей), что его можно не учитывать. Колебательное или вращательное движение структурных элементов в конденсированных средах определяют главным образом релаксационные процессы и спектральное уширение линий, соответствующих переходам между парами отдельных энергетических уровней. Для твердых активных сред, которые в большинстве случаев представляют собой ионные кристаллы, характерно колебатель-г ное движение, которое, в зависимости от типа кристаллической решетки, может соответствовать либо только акустическим ветвям колебаний, либо - акустическим и оптическим. В настоящее время наиболее широкое применение находят лазеры на растворах органических красителей, состоящих из сложных молекул, имеющих сложную систему энергетических уровней, сводимую в большинстве случаев к четырехуровневой схеме. В молекулах жидкостей могут также совершаться колебательные движения, которые, как и в кристаллах, сопоставимы либо с акустическими, либо с оптическими ветвями колебаний. Основное различие заключается в том, что в сложных молекулах на уширение и усложнение системы энергетических уровней существенное влияние могут оказать вращательные движения. Кроме того в молекулах, как правило, отсутствует трансляционная симметрия, существенная для кристаллов и определяющая зонную структуру энергетических уровней твердых тел. [14]
Страницы: 1