Заполнение - валентная зона
Cтраница 1
 |
Зонные диаграммы щелочного и щелочноземельного металлов, диэлектрика и полупроводника. [1] |
Заполнение валентной зоны соответствует температуре абсолютного нуля. Приведенные зонные диаграммы показывают, что при абсолютном нуле полупроводники и диэлектрики обладают одинаковыми свойствами - электропроводность в них отсутствует, что резко отличает их от металлов. С возрастанием температуры происходит генерация электронов из валентной зоны в зону проводимости. [2]
Степень заполнения валентной зоны электронами зависит прежде всего от химической природы атомов, из которых состоит кристалл, определяемой величиной Z, от кристаллической структуры и от многих других более тонких факторов. [3]
В графитированных материалах не только увеличивается степень заполнения валентной зоны, но и уменьшается разрыв между ее верхней границей и нижней границей зоны проводимости. Это создает благоприятные условия для активации электронов из валентной зоны в зону проводимости уже при низких температурах. Положительный температурный коэффициент электрического сопротивления графитовых тел обусловлен рассеянием носителей заряда на тепловых колебаниях кристаллической решетки. [4]
Зонная теория объясняет деление веществ на проводники, полупроводники и изоляторы прежде всего заполнением валентной зоны кристалла электронами. Если валентная зона кристалла заполнена не полностью, то кристалл является проводником. Однако проводником может оказаться и такой кристалл, в котором валентная зона полностью заполнена. [5]
Иначе может обстоять дело в самой верхней зоне, образовавшейся из уровней, на которых располагались валентные электроны; электропроводность кристаллов в основном и определяется степенью заполнения валентной зоны и ее расстоянием до следующей пустой зоны. Рассмотрим случаи, которые встречаются в действительности и определяют разделение твердых тел на изоляторы, полупроводники и металлы. [6]
Большая энергия связи в ковалентных кристаллах приводит к высокой температуре плавления. Заполнение валентных зон при образовании ковалентной связи превращает кова-лентные кристаллы в полупроводники и даже диэлектрики. [7]
Вероятность заполнения валентной зоны равна 1, а в зоне проводимости существует распределение электронов по состояни-ям ( фиг. [8]
В зависимости от числа валентных электронов верхняя из заполненных зон ( в а-лентная зона) м.б. занята полностью или частично. Степень заполнения валентной зоны электронами играет важную роль в формировании электрич. [9]
 |
Зонные диаграммы. [10] |
На рис. 2.1, а, б показаны два возможных случая расположения верхних разрешенных областей зонной диаграммы. В слуиае а зона свободных уровней 5 вплотную примыкает к валентной зоне / или перекрывает ее. Независимо от заполнения валентной зоны тело будет проводником, так как выше занятых электронами уровней имеются близкие по значению энергии свободные уровни. Твердое тело будет проводником и в случае б, когда разрешенные области разделены запрещенной зоной 2, но валентная зона не заполнена до конца. [11]
Величина и форма таких областей, называемых зонами Брил-люэна, очевидно, зависят от кристаллической структуры и параметров решетки металла. Степень заполнения той или другой зоны Бриллюэна характеризует распределение энергии электронного газа в металле. При образовании сплавов металлов заполнение валентных зон, а также форма, характер и заполнение соответствующих зон Бриллюэна могут изменяться. [12]
Известно, что при образовании молекул энергетический спектр электронов существенно меняется. Из локальных уровней изолированных атомов создаются энергетические зоны, единые для всего вещества. Зоны, соответствующие внутренним оболочкам атома в веществе, не имеют свободных мест для электронов. Вследствие этого электроны внутренних оболочек не могут переносить электрический ток. Валентные электроны образуют внешние оболочки. Степень заполнения валентной зоны и расстояния до следующей пустой зоны определяет электропроводность вещества. Наличие движения атомов и молекул создает условия для приобретения электронами энергии, необходимой для преодоления запрещенной зоны. В металлах валентная энергетическая зона электронов либо заполнена частично, либо перекрывает следующую энергетическую зону проводимости, что п определяет высокую электропроводность металлов. [13]
В соответствии с табл. 1.1 медь - одновалентный металл, а цинк - двухвалентный. Поэтому с ростом концентрации цинка в сплаве изменяется количество электронов в 4 ( з-р) - зоне. Энергия кванта, необходимая для такого перехода, соответствует энергии желтой части спектра. Эти кванты света и кванты с меньшей длиной волны будут поглощаться, а кванты света с большей длиной волны ( меньшей энергией), соответствующие красному и ниже участкам спектра, будут отражаться, придавая меди красный оттенок. Увеличение числа электронов с ростом концентрации цинка приведет к росту границы заполнения валентной зоны ( см. рис. 3.5) и для перехода электронов из Зе-зоны в / 4 ( з-р) - зону будет требоваться большая энергия, так как уровни с меньшей энергией будут уже заняты. [14]
Страницы: 1