Двойственность свойств микрочастиц.

По гипотезе де Бройля микрочастицы обладают двойственной природой. Они проявляют как волновые (дифракция, отражение, преломление, интерференция) св-ва, так и курпускулярные (фотоэффект, эффект Комптона, излучение тел)

Соотношение неопределённостей Гейзенберга ( ) показывает, что между точностью, с которой одновременно может быть установлено положение частицы, и точностью её импульса существует определённое соотношение.(Соотношение неопределённостей Гейзенберга помогает определить вероятность нахождения частицы в данной точке пространства.)

30. Энергетические зоны в кристаллах. Металлы, полупроводники, диэлектрики.

При движении свободных электронов, энергия валентных электронов в кристалле изменяется квази непрерывно. Мы получаем совокупность близко расположенных энергетических уровней. В действительности электроны находятся в периодическом поле кристаллической решётки. В результате спектр возможных значений энергии электронов распадается на ряд периодически меняющихся разрешённых и запрещённых зон. Значения энергии, отвечающие запрещенным зонам не могут реализовываться. Все атомы данного химического элемента находятся в свободном состоянии и имеют одинаковый спектр. При объединении атомов в кристалл, электроны попадают под действие соседних атомов и каждый энергетический уровень расщепляется на N близко расположенных уровня. N – число атомов в кристалле. Так и образуются разрешённые и запрещённые зоны.

Свойство материала определяется заполненностью электронами валентной зоны и расстоянием одной валентной зоны до соседней. Металл – валентная зона заполнена не полностью, полупроводники – валентные зоны заполнены электронами попарно, ширина запрещённой зоны около 0,1 эВ, диэлектрики – полностью заполнена валентная зона, ширина запрещенной зоны до нескольких эВ

Билет №3

40. Электропроводность металлов и полупроводников. Электронная и дырочная проводимости. Собственная и примесная проводимости полупроводников. Типы полупроводников.Электропроводимость(6-сигма)-вел-на, связывающая плотность эл-го тока и напряженность в локальном з-не Ома j(вектор)=6*Е(вектор). Все в-ва по хар-ру электропроводности делятся на 3 класса: металлы, полупроводники и диэл-ки.Хар-ной особенностью металлов яв-ся их металлическая проводимость - уменьшение электропроводности при повышении температуры(при постоянной концентрации носителей тока). 6=n*e2(квадрат)t(тау)/m*.Особенностью полупроводников яв-ся их способность изменять свои св-ва в широких пределах под влиянием температуры, электрического и магнитного полей, освещения и т.д.Носителями заряда в полупроводниках в зоне проводимости яв-ся электроны(электроны проводимости), а в валентной зоне - "+" заряженные квазичастицы дырки. В состоянии термодинамического равновесия концентрация электронов и дырок в полупроводниках зав-т как от температуры и концентрации электрически активных примесей, так и от ширины запрещенной зоны дельта(треугольник)Е.Собственными полупроводниками яв-ся химически чистые полупроводники(германий Ge, селен Se). Число электронов в них равно числу дырок. Проводимость таких полупроводников наз-ся собственной.При высоких температурах во всех полупроводниках преобладает собственная проводимость. Иначе электрические св-ва полупроводника определяются примесями, и тогда говорят о примесной проводимости. Электропроводность будет слагаться из собственной и примесной проводимостей.Примесными полупроводниками наз-ся полупроводники, нек-е атомы кот-х замещаются примесями. Концентрация электронов и дырок в них значительно отдичается. Примеси, яв-ся источниками электронов, наз-ся донорами. Примеси, захватывающие электроны из валентной зоны - акцепторами.В полупроводниках n-типа(отрицательный) с донорной примесью реализуется электронный механизм проводимости. Проводимость в них обеспечивается избыточными электронами примеси, валентность которой на 1 больше валентности основных атомов.В полупроводниках р-типа(положительный)с акцепторной примесью реализуется дырочный механизм проводимости. Проводимость в них обеспечивается дырками вследствие введения примеси, валентность которой на 1 меньше валентности основных атомов.