Объясните

Поправляю!

1.

получаем гибридную орбиталь s-типа в очень большим (практически непрерывным) количеством энергетичеких уровней, называемым полосой энергии кристалла.

 

Если мы берем n атомных орбиталей, то получаем n молекулярных, которые в энергетичеком пространстве называются зоной (а не полосой). Приэтом на каждой орбитали может разместится по два электрона, поэтому в натрии зона получается заполненной наполовину.

2. Не надо путать частицы и квазичастицы. В кристалле квазичастицами могут быть как "электроны", так и "дырки".

3.

Чтобы кристалл начал проводить ток надо чтобы валентные электроны начали проскакивать на высшие энергетические уровни, для этого необходимо приложить некое минимальное электрическое поле

 

Для этого достаточно температуры.

Rada, 08.12.2003 21:12:57:

Рассмотрим пример натрия... ...(по-моему напряжённость этого поля в полупроводниковой технике называется напряжением прямого перехода, поправьте если это не так).

 

Вы вначале определитесь про что вы говорите. Про натрий или про полупроводники.

Вы вначале определитесь про что вы говорите. Про натрий или про полупроводники.

 

Ну вообще-то про натрий , а разве есть принципиальная разница, ведь проводник/полупроводник понятия наверное условные, нет?

КВОВ, спасибо за поправки. Насчёт температуры, а при ~0К натрий разве не будет проводить?

>Ну вообще-то про натрий , а разве есть принципиальная разница, ведь проводник/полупроводник понятия наверное условные, нет?

Нет. См. зависимость проводимости от температуры, например. (Графики зависимости величины тока от температуры при приложенном постоянном напряжении имеют вид y=ax для полупроводника и y=b/x для проводника). Чтобы по проводнику потек ток, необходимо приложить нек-рое пороговое напряжение. Для проводника это напряжение равно нулю. Вот между полупроводниками и диэлектриками различие скорее количественное.

---

Тут я бред написал.----------

Вы имели ввиду "Чтобы по ПОЛУпроводнику потек ток, необходимо приложить нек-рое пороговое напряжение."

Я не понимаю чем кристалл натрия отличается от кристалла кремния в плане проводимости. И там и там она осуществяется посредством валентных электронов, но какие разные свойства. Кто-нибудь знает?

Дело в том, что в полупроводнике НЕТ свободных валентных электронов .

В нем есть в точности столько электронов, чтоыб он был плохоньким изолятором. В то же время, если его как следует подогреть, некоторые электроны 'выпрыгнут' за запрещенную зану, преодолев энергию связи, и полупровродник станет проводить. Проводимость его, кстати, с температурой растет экспотенциально. Точнее, там интегрируется кривая Гаусса.

А те полупроводники которые в электронике - они легированы. В них как бы впрыснут газ металла. То есть примесь с металической проводимостью. Которая создает разряженый электронный газ. Или, еще того интереснее - добавление примеси с отсутствием проводимости тоже создает проводимость. Дырочную. Это когда толпа ломится в одну сторону, а дырка в толпе - в результате перемещается в другую

Относительно подогрева куска металла - да, все правильно. Область вероятности пребывания электронов разрастается. При этом могут возникнуть ситуации, когда электрону выгодее перепрыгнуть потенциальный барьер и осесть в более холодном месте . Это называется термоэмиссия.

Еще вариант:

Как здесь уже описывалось, при формировании кристалла энергетические уровни внешних электронов атомов расщепляются, и при большом их количестве образуются две почти непрерывные зоны. У металлов "верхняя" (зона проводимости) и "нижняя" (валентная) зоны перекрываются, и любой валентный электрон при малейшей добавке энергии (напрмер, электрическим полем ) имеет возможность "перескочить" на более высокий уровень, а затем преобразовать полученную энергию в кинетическую.

В полупроводниках и диэлектриках зона проводимости и валентная - разделены. Переходить из одной в другую электроны могут только при тепловых флуктуациях или приложении очень сильного поля. Но у полупроводников промежуток между этими зонами (называемый запрещенной зоной) достаточно мал для того, чтобы в зоне проводимости постоянно находилось некоторое количество "тепловых" электронов. Поэтому полупроводник и может проводить, причем чем он теплее - тем лучше, и без всякого порогового напряжения (!).

Пороговое напряжение относится к переходам материалов (разнородных полупроводников, или металла и полупроводника...).

А вообще, в Инете горы материала на эту тему (начального уровня, конечно).

Rada, hcube, CrayCat:
Ну вы и наговорили...

Классические металлы отличаются от полупроводников тем, что у них количество валентных электронов нечетно. Поэтому, у них верхняя разрешенная зона заполнена только наполовину. И остается множество свободных состояний для обеспечения переноса заряда (тока).

У полупроводников количество вал. электронов четно, поэтому все разрешенные зоны заполнены полностью. А так как, вся разрешенная зона заполнена, то (по принципу Паули) уже не остается свободных состояний для переноса заряда (тока). При нагреве полупроводника, некоторые электроны могут перепрыгнуть в следующую разрешенную зону, тогда появляются свободные состояния и ток становится возможным. На практике, как сказал hcube, применяют легирование.
Изолятор есть то же самое, что и полупроводник, но с более широкой запрещенной зоной (то что между разрешенными зонами).

То, что CrayCat говорил про перекрытие двух зон, называется полуметалл (semimetal). У них количество электронов четно, но поскольку разрешенные зоны перекрываются, то ведут они себя как металлы. Такие вот экзотические вещества.

КВОВ, спасибо за поправки. Насчёт температуры, а при ~0К натрий разве не будет проводить?

 

Ширина заны порядка электрон вольт, количество уровней ~10²⁰, соответственно пр температуре ~ 10^-16 кельвин проводимость натрия начнет уменьшаться, если он к тому времени не успеет стаь сверхпроводником!

Классические металлы отличаются от полупроводников тем, что у них количество валентных электронов нечетно

 

Это справедливо если зона образуется в результате перекрывания S-орбиталей. А если P или D как в металлах Ti, V,Cr, Mn, Fe.

Изолятор есть то же самое, что и полупроводник, но с более широкой запрещенной зоной (то что между разрешенными зонами)

 

В физике полупроводников слово изолятор вообще не любят употреблять, у них даже поваренная соль полупроводник.

KBOB, 10.12.2003 13:57:09:

КВОВ, спасибо за поправки. Насчёт температуры, а при ~0К натрий разве не будет проводить?

 

Ширина заны порядка электрон вольт, количество уровней ~10²⁰, соответственно пр температуре ~ 10^-16 кельвин проводимость натрия начнет уменьшаться, если он к тому времени не успеет стаь сверхпроводником!

 

Все с точностью до наоборот.
При уменьшении температуры проводимость металла (натрия в данном случае) растет (сопротивление падает). И при 0К достигает какого-то определенного значения (если данный металл не сверхпроводник).

KBOB, 10.12.2003 13:57:09:

Классические металлы отличаются от полупроводников тем, что у них количество валентных электронов нечетно

 

Это справедливо если зона образуется в результате перекрывания S-орбиталей. А если P или D как в металлах Ti, V,Cr, Mn, Fe.

 

Зоны образуются не от того, что перекрываются какие-то орбитали, а от того, что в кристалле потенциал периодичен.

KBOB, 10.12.2003 13:57:09:

Изолятор есть то же самое, что и полупроводник, но с более широкой запрещенной зоной (то что между разрешенными зонами)

 

В физике полупроводников слово изолятор вообще не любят употреблять...

 

Ну мне вы про это можете не расказывать.

Зоны образуются не от того, что перекрываются какие-то орбитали, а от того, что в кристалле потенциал периодичен.

 

От того, что перекрываются периодически расположенные орбитали.

KBOB, 10.12.2003 15:11:04:

Зоны образуются не от того, что перекрываются какие-то орбитали, а от того, что в кристалле потенциал периодичен.

 

От того, что перекрываются периодически расположенные орбитали.

 

Можно, конечно, и так выразиться.
Но классическая зонная теория выводится из периодичности потенциала.

TheFreak, 10.12.2003 15:35:51:

Можно, конечно, и так выразиться.
Но классическая зонная теория выводится из периодичности потенциала.

 

Иногда полезно взглянуть на строение твердых тел с химической точки зрения.

KBOB, 11.12.2003 05:38:45:

Иногда полезно взглянуть на строение твердых тел с химической точки зрения.

 

Конечно полезно!
"Химия" (хотя, какая тут химия...) определяет какая именно периодичность потенциала будет в том или ином кристалле.