Қатты денелер физикасы
Кристалдардағы энергетикалық зоналар
жүктеу/скачать 26,78 Mb.
|
Кристалдардағы энергетикалық зоналарҚатты денелердің зоналық теориясы – қатты денелер физикасының күрделі бөлімі, сондықтан біз оның негізгі ұғымдарына ғана тоқталамыз. Біз оңашаланған атомдағы әрбір электронға өзінің энергетикалық деңгейі сәйкес келетінін білеміз (анықталмағандық қатынасы мен құрылымын ескере отырып). Атомдар жақындағанда (кристалл пайда болғанда) оңашаланған атомдардың (4.4. б-сурет) энергетикалық деңгейлері зоналарға таралады (4.4 а- сурет). Энергетикалық деңгей энергиясы көп болған сайын, электрон ядродан алыстай береді. Валенттік электрондар орналасқан энергия деңгейінен «валенттік зона», оған жақын орналасқан тиым салынбаған энергиясы бар, бос деңгей «бос зона» немесе «өткізгіштік зона» құрайды (2.4-сурет). Э  лектрондар үшін тиым салынған энергия мәндерінің интервалы «тиым салынған зона» (  ) деп аталады. Ішкі электрондар энергия деңгейлері мүлдем таралмайды, оңашаланған атомдағы сияқты болып қалады. 1 см3 қатты денеде 1022 1023 атом болады, олардың барлығы бір-бірімен өзара әсерлеседі, ендеше олардың зона ішіндегі энергетикалық деңгейлері де соншама болады. Зоналардың ені шамамен 1 эВ, олай болса зоналар ішіндегі деңгейлер арасындағы ара қашықтық  эВ. Мұны тұтас спектр деуге болады, сондықтан электрондар бір деңгейден екінші деңгейге зона ішінде еркін өте алады.
Заттардың барлық химиялық, электрлік, оптикалық қасиеттері валенттік электрондардың іс-әрекетіне байланысты болады. Энергиясы аз, төменгі күйге валенттік электрондар түсе алмайды, ондағы барлық күйлер толығымен толтырылған; олар кристалда тек қана жартылай бос валенттік зона мен еркін зонада ғана орын ауыстыра алады. Сондықтан, әдетте біз еркін және валенттік зонаны ғана қарастырамыз. жүктеу/скачать 26,78 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|