Cтраница 2
В твердых диэлектриках электроны могут перемещаться по кристаллу с тепловыми скоростями. Однако это движение хаотично и не создает направленного электронного дрейфа - электрического тока. Поэтому электроны в кристаллах диэлектриков следует считать в некотором смысле более свободными, чем в металлах: внешнее электрическое поле не может заставить их двигаться в определенном направлении и вызвать электрический ток. Таким образом, современные представления о строении диэлектриков совершенно отличаются от представлений о связанных зарядах, лежащих в основе классической теории, которая была изложена в гл. [16]
То, что кристалл принадлежит по симметрии к одному из приведенных 10 классов, еще не говорит о том, что он непременно обладает спонтанной поляризацией. Не только спонтанная поляризация описывается полярным вектором, и может случиться, что какие-либо другие свойства кристалла ответственны за то, что в нем возникло особенное полярное направление. Следует заметить, однако, что па практике кристалл диэлектрика, принадлежащий к одному из полярных классов, всегда имеет спонтанную поляризацию. [17]
Другая трудность может возникнуть в связи с временем релаксации между системой ядерных спинов и решеткой. В случае металлов времена релаксации меньше, чем в случае кристаллов диэлектриков, однако в настоящее время трудно сделать какие-либо оценки их значений при температуре 0 01 К. [18]
Другая трудность может возникнуть и связи с вредюнедг релаксации между системой ядерных спинов и решеткой. Это значение является исключительно большим, причем следует учесть, что с понижением тедшературы иремепа релаксации возрастают [ ЯЗГЛ. В случае металлов времена релаксации меньше, чем в случае кристаллов диэлектриков, однако в настоящее время трудно сделать какие-либо оценки их значений, при температуре 0 01 К. [19]
К электронам проводимости применялась квантовая статистика Ферми - Дирака, но совершенно не учитывалось, что положительные ионы кристаллической решетки создают в металле электрическое поле. Кроме того, не обсуждался вопрос о том, как в квантовой теории металлов следует понимать возникновение электронов проводимости. Почему в кристаллах металлов свободные электроны существуют, а в кристаллах диэлектриков их нет, хотя в газообразном состоянии все вещества являются диэлектриками. Квантовая теория твердых тел должна была объяснить, почему щелочные металлы, например натрий, атомы которого имеют всего лишь по одному валентному электрону, проводники, а алмаз - диэлектрик, хотя атом углерода имеет четыре валентных электрона. Наконец, теория должна была объяснить, почему существует большой класс веществ - полупроводники, удельная электрическая проводимость которых изменяется в широких пределах и резко по экспоненциальному закону растет с увеличением температуры. [20]
К электронам проводимости применялась квантовая статистика Ферми - Дирака, но совершенно не учитывалось, что положительные ионы кристаллической решетки создают в металле электрическое поле. Кроме того, не обсуждался вопрос о том, как: в квантовой теории металлов следует понимать возникновение электронов проводимости. Почему в кристаллах металлов свободные электроны существуют, а в кристаллах диэлектриков их нет, хотя в газообразном состоянии все вещества являются диэлектриками. Квантовая теория твердых тел должна была объяснить, почему щелочные металлы, например натрий, атомы которого имеют всего лишь по одному валентном) электрону - проводники, а алмаз - диэлектрик, хотя атом углерода имеет четыре валентных электрона. Наконец, теория должна была объяснить, почему существует большой класс веществ - полупроводники, удельная электрическая проводимость которых изменяется в широких пределах и резко по экспоненциальному закону растет с увеличением температуры. [21]
Данное положение вещей в действительности наблюдается на практике, и в этом смысле пятый период является как бы границей, отделяющей диэлектрики от металлов. Выше мы видели, что другой такой границей является четвертая группа таблицы Менделеева. Итак, элементы 4, 5, 6 и 7 - й групп, находящиеся во втором, третьем и четвертом периодах таблицы Менделеева, образуют кристаллы диэлектриков, а кристаллы остальных элементов являются металлами или, во всяком случае, обладают заметной электропроводностью. [22]