Классификация твердых тел по зонной теории

Характерной особенностью металлов является наличие не полностью застроенной зоны. Такая зона может возникнуть так, как было только что описано, либо образоваться за счет перекрытия заполненной зоны со свободной. Так образуются, например, зона проводимости у щелочно-земельных металлов.

Коллективизированные электроны металла под действием электрического поля приходят в движение, возникает электрический ток.

С энергетической точки зрения возникновение тока означает то, что электроны приобретают дополнительную энергию. А это возможно только в том случае, если в зоне есть свободные уровни. Не полностью заполненная зона в металлах называется зоной проводимости, независимо от того, как она образовалась.

Если твердое тело имеет только заполненные и пустые зоны, то носители тока отсутствуют, и тело относится к классу диэлектриков.

Между заполненной валентной зоной и расположенной выше свободной зоной в диэлектрике находится запрещенная зона.

При ширине запрещенной зоны эВ имеем полупроводник, который при Т = 0 К ведет себя в электрическом отношении точно так же, как диэлектрик.

Зонная структура металлов, диэлектриков и полупроводников показана на рисунке.При Т>0 К электроны в полупроводниках могут переходить из валентной зоны в свободную, так как ширина запрещенной зоны невелика. В свободной зоне, называемой для полупроводников зоной проводимости, имеется много свободных мест, поэтому попавшие сюда электроны могут в электрическом поле получать дополнительную энергию и участвовать в токе проводимости.

В валентной зоне остается нарушенная валентная связь, называемая «дыркой». Нарушенная валентная связь может быть восстановлена электроном, перешедшим от соседнего атома. Дырка при этом перейдет к соседнему атому. Движение электронов от атома к атому можно свести, таким образом, к движению дырок, ведущих себя подобно положительным свободным зарядам. С повышение температуры число электронов способных перейти в зону проводимости и число дырок в валентной зоне увеличивается, Электропроводность полупроводника растет: .


9159721578851302.html
9159796823919038.html
    PR.RU™