Sähköinen vyörakenne

Kiinteän olomuodon fysiikan sähköinen bändi rakenne vankka kuvaa erilaisia ​​energioita että elektroni tiettyä ainesta on "sallittua" tai "kielletty" hallussapitoon. Yhtye rakenne kiinteä on suora seuraus Bloch lause. Elektronisen rakenteen kiinteän ja yleensä materiaalista, ratkaisee monet fysikaaliset ominaisuudet järjestelmän.

Bändit ja Bloch lause

Välitön seuraus Bloch lause on se, että energian tasoilla, jossa elektronit voivat olla kiinteässä on tunnusomaista kaksi kvanttiluvut: ja. Se on diskreetti indeksi, kokonaisluku. sen sijaan se voi olla mikä tahansa arvo, joka on ensimmäistä Brillouin-vyöhykkeen, jotka liittyvät tiettyyn kiderakenne kiinteän otettu huomioon. Koska ensimmäinen Brillouin vyöhyke on kytketty joukko ja on jatkuva funktio, se seuraa, että on vahvistettava, elektronit voivat olla jatkuva eri energialähteiden sallittu, välillä maksimiarvo ja minimiarvo saavutettu tiedot ensimmäisessä vyöhykkeessä Brillouin. Tämä aiheuttaa bändi sallittu energioita. Valikoima energialähteiden suurimman arvon ja pienimmän arvon saavutetun bändi on nimeltään kaistanleveys. Muuttaminen energian määrä sallittuja muutoksia ja siirrät toiselle kaistalle. Se määritellään näin ollen bändin numero.

Kiinteä on teoriassa ääretön määrä bändejä. Useimmat kuitenkin piilee energioilla niin suuri, että elektroni on näissä valtioissa olisivat lähes vapaasti juosta pois kiinteä. Ja siksi ei oteta huomioon bändejä ylittää tietyn tason, sanoi alipaine, joka sijaitsee energia on työfunktio tason fermienergia.

Kaksi peräkkäistä bändit voivat olla degeneroitunut, toisessa asiassa ei voi olla degeneroitunut mutta joiden energia väliajoin osittain päällekkäisiä tai voi olla erilliset välein energiaa. Tällaisessa tapauksessa kahden luo erilaisia ​​energioita, jossa ei ole elektronisia tasoja sallittuja elektronin. Yksi puhuu tässä tapauksessa kielletyn bändi.

Metallit, eristeet ja puolijohteet

Elektronit kiinteässä perustilan ja lämpötila 0 kelvin, kuuliaisina niiden fermionic luonteen ja Pauli periaatetta, jonka vastaista fermioneja koska ne sijoitetaan kahteen samassa tilassa, täyttää elektronitilat heidän sallittu alkaen energiataso alas vähitellen, kunnes kaikki elektronit kiinteän ovat löytäneet un'accomodazione. Että ne jaetaan kunnioittaen jakelu Fermi-Dirac laskettu lämpötila 0 kelvin. Metallien, korkein miehitetty energiataso on nimeltään fermienergia.

Tässä vaiheessa voi esiintyä useita mahdollisuuksia:

  • On bändi, tai useampi kuin yksi viimeisistä täyttää elektroneja, joka on osittain täytetty ja edelleen tyhjä toteaa. Tällaisessa tapauksessa se on tekemistä metallin, eli järjestelmä, jossa viimeinen elektronit on mahdollisuus siirtyä energian tasoilla hyvin lähellä, äärettömän suurempi energia, ja siksi on mahdollisuus suuren liikkuvuuden, joka johtaa järjestelmän olla hyvä johdin sähköä.
  • Viimeinen bändi oli täysin täytetty siten, että seuraava sähköinen tila on sallittu seuraavan bändi, ja välillä tämä bändi ja bändi täytetä kokonaan, on kielletty bändi energioita. Tässä tapauksessa kiinteä on eriste.
  • Se vihdoin puhuu puolijohde jos kyseessä eriste, jossa bändi kuilu on niin pieni, että huoneenlämpötilassa on olemassa tietty todennäköisyys, että elektronit sijaitsevat hypätä aukon lämpö- levottomuus, ja siksi järjestelmä on tilanne lähellä kuin metallia, sähkönjohtavuuden arvo ei null.

Valenssivyön, johtuminen bändi ja kielletty bändi

Vuonna eriste ja puolijohde, viimeinen bändi täynnä elektroneja kutsutaan valenssivyön.

Ensimmäinen bändi on määriteltyä sijaan jätetään tyhjä johtuminen bändi.

Valikoima energialähteiden välillä valenssivyön ja johtuminen bändi on nimeltään aukon.

  0   0
Edellinen artikkeli Villa Chigi Saracini
Seuraava artikkeli Carlo Muscetta

Aiheeseen Liittyvät Artikkelit

Kommentit - 0

Ei kommentteja

Lisääkommentti

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Merkkiä jäljellä: 3000
captcha