Электроны в изолированном атоме могут иметь только определенные значения энергии. Эти значения энергии носят название энергетических уровней. Представим себе , что атомы сближаются друг с другом ( рис.2.1. )
И в конце концов , когда расстояние х приближается к х0 ( постоянной кристаллической решетки) , образуют кристаллическую решетку твердого тела . При сближении атомов , вследствие взаимодействия между электронными оболочками атомов , возникает система энергетических подуровней, носит название разрешенной зоны.
Разрешены зоны отделяются друг от друга запрещенной зоной " ширина " которой - АЕ ( см. Рис.2.2 ) . Внутренние разрешенные зоны , отвечающие заполненным оболочкам изолированного атома , полностью заполнены электронами. Эти зоны не влияют на электрические свойства кристалла. Поскольку большинство свойств кристалла объясняется состоянием валентных электронов , то в зонной теории рассматривают валентную зону ( зону образовалась с уровня на котором находятся валентные электроны ) и ближайшую к ней незаполненную зону называется зоной проводимости . В проводниках ( металлах ) зона проводимости или перекрывается с валентной зоной ( рис.2.3.а ) или пивзаповнена ( рис.2.3.б ) , а потому существует большое количество свободных носителей заряда. В зоне проводимости электроны имеют такую энергию , что они могут свободно двигаться в кристаллах .
Заполнение зон при абсолютном нуле температуры в полупроводниках и диэлектриках имеет одинаковый вид ( рис.2.2 . ) , Т.е. валентная зона полностью заполнена , а зона проводимости - пуста и разница между полупроводниками и диэлектриками состоит в ширине запрещенной зоны: для диэлектриков
AE > 3еB , для полупроводников A Б £ 1 эв .
В полупроводниках , как германий и кремний , ширина запрещенной зоны равна: AE ~ 1 е B ( 1 е B ( электрон вольт) - это энергия , которую приобретает электрон , прошедший разность потенциалов 1 B ) .
Загрузка...