16. Полупроводники

Полупроводники – кристал в-ва, у кот при 0К ВЗ полн заполнена электронами, а пров-ть их растет с повыш темпер. У металлов пров-ть с повыш температуры уменьшается. Электропров-ть хим чистых п-п называется собственной. ЭП или проводимость n-типа п-п возникает при перебросе изи ВЗ в ЗП. Для этого необходим затр энергию не меньше чем ΔWo ЗЗ. Эта энергия называется энергией актив собственной пров-ти. В случ п-п n типа пров-ть обусловлена налич электр пров-ти. Также существ п-п р-типа. В случае п-п р-типа ковал связи в атомах крист п-п нарушаются. Какой либо из валентн электр одного из атомов крист решетки покидает свое место в оставл им месте возникает избыток полож заряда т.н полож дырка. С т.зр зонной теории это означ что в валентн зоне крист появляется вакантный энергетич уровень. Дырка ведет себя как полож заряд, равный по велич заряду электрона. На освоб электроном место может перемест др электрон, т.е полож дырка появившаяся в другом месте. Во внешнем эл поле дырки будут перемещаться в напр вектора напряженности эл поля, т.е в ускорен куда под действ поля перемещался бы +заряд.

17. Эффекты в проводниках и п-п. Эффект Холла.

Эффект Холла заключается в том что в металле или п-п с током помещ в магн поле перпнедикулярно к вектору плотности тока j кот направлен противоположно направлению движ зарядов возникает поперечное электр поле с разн потенциалов, создаваемое зарядами на противопол гранях кристалла. Причиной эфф-та Холла является отклонение электр движ в магн поле под действ силы Лоренца. Отклонене зарядов магн полем происходит до тех пор пока действуют кулоновские силы в поперечном эн поле не уравновеш силой Лоренца. Равновесная разность потенциалов в эф-те Холла равна Δφ=φ1-φ2=R*IB/d. В случае металлов и примесных п-п постоянная Холла равна R= A/n0*q. С помощью эф-та Холла можно определить концентр носит тока n0 при изв типе пров-ти.

18. Энергия Ферми

Своб электр металлов обр электронный газ, а энергия электронов квантуется. Поведение при Т=0К и описывается ф-цией Ферми-Дирака. Fф=1/e^W-μ/kT+1. При Т=0К электр металла заним все дозволенные ур-ни энергии с заселенностью = 1 вплоть до уровня W= μ0. Все ур-ни с энергией > μ0 – свободны. Их заселенность – 0. Т.о можно представить какую макс энерг могут иметь электр пров-ти в металлах при абс нуле.Эта энергия называется энергией Ферми. Wф = μ0. (μ – хим потенциал электр газа). Это опред с т.зр квантов теории, описыв какую либо физ систему. С т.зр зонной теории энерг Ферми представляет собой макс энергию электронов, находящихся по середине запрещенной зоны.

19. Внутренний фотоэффект

Явл фотоэф набл в разл средах. В газах фотоэф сост в иониз атомов и моле газах фотоэф сост в иониз атомов и молекул газа под действием света и называется фотоионизацией. В тв и жидких телаж различают внутренний и внешний фотоэффекты. Внутр ф.э назывется перераспределение электронов по энергетич состояниям в тв и жидк п-п под действием света. Эфф проявляется в измен концентр носителей тока в среде и прив к возн фоторов-ти. Фотопров-ть – увелич электр пров-ти под действ света. Внешн ф.э или фотоэлектронной эмиссией назыв испускание электр вещ-вом под действием света. Электроны, вылетающие из в-ва при внешн ф.э называются фотоэлектр, а эл ток, образов ими при упоряд движ во вн эл поле назыв фототоком. 3 закона фотоэффекта: 1. Сила фотоэл тока насыщения при освещении монохр светом фотокатода, а следов и число фотоэлектр пропорц интенсивности света, падающего на фотокатод. 2. Скор фотоэлектр не зав-т от интенисивности света пад на фотокатод. 3. Изменяя длины волны(частоты) падающего на фотокатод света скорость фотоэл изменяется. Кинет энергия ф.э лин зависит от частоты(длины волны( и при некот частоте различной для разн материалов фотокатода скор ф.электронов = 0. Эта частота разграничивает 2 обл излучения способного возб фотоэффект и невызывает его. Лкр = С/νкр – красная граница ф.э. Световые лучи имеющие Л больше Лкр не вызывают ф.э тока, какой бы интенсивность не были бы лучи.