Главная » Все файлы » Просмотр файлов из архивов » Файлы формата DJVU » Г.А. Миронова - Конденсированное состояние вещества - от структурных единиц до живой материи. Т1

Г.А. Миронова - Конденсированное состояние вещества - от структурных единиц до живой материи. Т1, страница 72

DJVU-файл Г.А. Миронова - Конденсированное состояние вещества - от структурных единиц до живой материи. Т1, страница 72 Основы физики конденсированного состояния вещества (2666): Книга - 4 семестрГ.А. Миронова - Конденсированное состояние вещества - от структурных единиц до живой материи. Т1: Основы физики конденсированного состояния вещества 2019-05-09СтудИзба

Описание файла

DJVU-файл из архива "Г.А. Миронова - Конденсированное состояние вещества - от структурных единиц до живой материи. Т1", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "основы физики конденсированного состояния вещества" из 4 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр DJVU-файла онлайн

Распознанный текст из DJVU-файла, 72 - страница

Обо эти жидкости затвердсвают только прн увеличении внешнего давления. Со- 13 гласно расчетам металлический водород при Т = О К и давлении >1О Па должен расплавиться. При этом ожидается образование квантовой жидкости, причем темпсратурпая область сушсствования квантовой жидкости 4 3 должна быть значительно шире, чем у?!с и Не и должна опредсляться величиной пр3шоженного давления.

Обсуждастся такке возь3ожность использования металлического водорода в качестве ггккузгулягнпра энергии. Дело в том, что при снятии давления и обратном переходе из металлической в диэлектрическую фазу выделяется гигантская энергия -290 МДж/кг, в несколько раз превышающая энергию, которую дают все известные виды топлива. Однако основной проблемой, от решения которой зависит возможность практнчсского использования металлического водорода, является проблема его устойчивости и времени;козни в метастабильном состоянии послс снятия давления. Процесс металлиэации молекулярного кристалла при сжатии в общем виде выглядит так.

На начальном этапе сжатия возрастают силы отталкивания, так как молекулы жидкой фазы смешаются из положений равновесия. Этот процесс продолжается до некоторого критического расстояния между атомами, прн котором характер сил взаимодействия качественно меняется: возникает коллективнзапия электронов, сопровождающаяся образованием связи металлического типа с уменьшением энергии взаимодсйствия.

Татом образом, между металлической и диэлектрической фазамн должен существовать потенциальный барьер, ответственный за метастабнльное состояние металлической фазы. К сожалению, вопрос о величине этого барьера и степени метастабильности мсталлической фазы пока остается открытым. 427 ЧАСТБ П Пч. у7П. Попупроводники УП1. ПОЛУПРОВОДНИКИ й8.1. Злеззен гарные возбузкдепьья. Электроны и дырки Полупроводниковое (и диэлектрическое) состояние обеспечивается направленными ковалентнымп связями. Практически все апсотарные пплдтрпнпдситн иветт рсчссессслу типа иязсссзп, в козорой каждая пара атомов имеез ковалеитную ц-связь.

образованиусо в результате хргнбридизации. На каждой яр -орбиталн. связьсвасощей соседние атомы, пахолнтся два электрона, так что все связыааюшие орбнтали полностью заполнены. Заметим. что в модели локализованных связей между парами соседних атомов сближение атомов и образование кристаллической решетки не должно приводить к расщеплению эссергегссссеских уровней связывающих орбпталей. В действительности, в к нсталлической ешетке об аз ется е иная система пе ек ываюнихся мелек ля иых х - биталей, так как электронная плотность пары электронов па ц-связях сосредоточена не только в области пространства между атомами, по отличив от нуля и вне этих областей. В резугсьпсипсе перекрытия аачпопых срункиссй энереетичеснст уровсссс снязываисщих и ризрыхчтощих орбсспсппесс и нриопсьчяе рпсщеипясопсся сси узкие пе пе ек ыниюп неся зопыс полностью зипояненпую связыппютусо ссссс сесстссую) золу и рпсппчоэкессную пыте сю энерепи — евободнут рссзрыссчяюсиую сзоссу провис)ссясоепссс).

Эпя зоны риздечгссы эиеряетическпй спсяью. При отличных от нуля температурах и тепловом движении атомов ковалентные связи могут разрываться, а освободившиеся электроны могут перебрасываться в верхнюю зону па разрыхляюшие орбиталп. Таким образом, в результате теплового движения происходит делокалнзацпя связанных электронов и образование определенного числа (в зависимости от температуры и ширины запрепюпной зоны) коллективпзпрованиых электронов. Коллективизированныс элелтроны, находясь в зоне проводимости, могут перемещаться в кристаллической решетке. Однако теперь, также как в случае переходных металлов, движение этих электронов в решетке описывается не плоскими бегущими волнами, а более сложными волновыми фупкшсями, учитывающими волновые функции связанных электронных состояний.

При возбуждении элекзрона с одной из ковалеитных связей, образуетея незаполненное электронное спетоясте, которвту прттсывиетгя зорий +е. Это состояние получило название — дырка. В результате пере- хола какого-либо электрона с соседних связей в это состояние дырка исче- зает, но одновременно появляется незаполненное состояние иа соседней связи. Так дырка может перемешаться по кристаллу. Так же как и электроны, делокализованные дырки формируют свой зоиный спектр с соответствуюппсм законом дисперсии.

Во внешнем электрическом поле переходы электронов на свободные связи превалируют в направлении против поля, так что дырки перемещаются вдоль поля, создавая электрическии ток. Таким образом, при термическом возбуждении в полупроводниках возникает два типа носителей тока — элелтроиы и дырки. Их концентрация зависит от температуры, что характерно для полупроводникового типа проводимости Обратим внимание на принципиальное отличие «электронов» и «лырок» в полупроводниках от соответствующих элементарных возбуждении в металлах.

Это отличие определяется, прежде всего, генезисом элемен~бй.сс . и р и заряженных нонна, погруженных в электронную срерьсссюсессдипеть (аырожденпуьо). Полупроводники образованы иейтрияьнытн птпяссьии. Электроны и дырки в них образуются в результате разрыва ловалентных связей. При разрыве каждой связи возникает один электрон в зоне проводимости и одно вакантное квантовос состояние в валентной зоне. Поскольку число возбужденных элелтронов в полупроводниках, как правило, мало по сравнению с числом нейтральных атомов, то электроны в зоне проводимости (и дьсрки в валентпой зоне) образусот слабонессдеальньсй невыроакдеииьт ферсссс-гиз и не являются аналогамн ферьсиевских электронов в металлах.

В металлах дырки (незаполненные состояния, ограниченные изоэиергетическнми поверхностялш дырочного типа) с зарядом +е и эффективной массой тч > О вводятся для удииелсви описании кинетических процессов, как альтернатива реально существующим фермиевским элелсронам с зарядом — е и эффекгивной массой пс~ < О (на поверхностях отрицательной кривизны). Описание кинетики этих састиц идентично. Например, ускорение, которое приобретает заряженная частица в электрическом иоле е~/ссс* ( Б — напряжеьпюсть электрического поля), одинаково для частиц с зарядом — е н отрицательной эффективной массой т" <О, и частиц с зарядом +е и положительной эффективной массой ш >О, так что обе састпцы дают одинаковый вклад в электропроводпость.

а также во все эффекты, величина которых определяется отношением заряда к массе е/т« . В отличие от этого дырки в полупроводниках, как локализованные в координатном пространстве частицы с зарядом+в н пс~ > О, существуют реально и могут, например, образовывать с электронами водородоподобные состояния, называемые зксятонамп. Заряд и спин экситона равны 429 428 Пя '«7)Б Полрпрооодлики ЧАСТБ П нул!о. Экснтоны являются бозе-частицами, которьш при определенных условиях могут конденсироваться в базе-жидкость, образуя в полупроводниках зкснтонные капли.

Дырки же н электроны в металлах связанные состояния образовывать не могут. Аналогично не существует в металлах н зкситоно-подобных состояний «частиц໠— «античастица», так как «антнчастипы» в металлах описывают энергетические возбуждения всей злеконной !е мн-жн кости вцеяом. 88.2. Конце!!травин носителей заряда н химический потенциал в полупроводниках с собственной проводимостью Поскольлу образующиеся «дырки» могут перемешаться в кристалле, то оии формиру!от собственную дырочиую энергетическую зону со своим законом дисперсии. Поэтому в зонной модели, при отличных от нуля температурах, спектр собственного полупроводника (полупроводника с собственной проводимостью) состоит из двух зон: зоны проводимости, слабо заполненной реальнымн электронами и почти заполнеяной валентной зоны, разделенных энергетической щелью Е..

Собственный полупроволник — это идеально чистый полупроводник, в котором при температуре Т= 0 К валентина зона пояностыо заполнена, а зона проводимости — свободна. Под действием температуры или прп они!ческом возбуждении часть электронов нз валептной зоны перебрасывается в зону проводимости, в результате чего образуется равное количество электронов и дырок. Вычислим концентрации электронов я„и дырок я, при Тк 0 К. Будем отсчить!вать эиерппо элелтронов е,. от дна зоны проводимости Е, вверх, а дырок е, от потолка валентной зоны Е„вниз (рис. 8 — 1). дв! ! 2 Ет р Е Рис.

8 — 1. Ферми-распределение вбяизи уров!и химического потенциала между потолком валентпой зоны Е„и дном зоны проводимости Е, Тогда конце!прони!о электронов и, в зоне проводимости н дырок и, в вапентной зоне прн Тк 0 можно записать в виде (7.15): ле = ) .1(Ег+ег)рг(ес)г)ег о и, =~~1 — Яń— ет) Р,(еч)г)ет (8.2) о где ЯЕ) — функция распределения Ферми — Дирака.

[! — ЯЕ, — е,)) — вероятность ие зппгдм!еняя элслп!родоп состояния с энергиеи Е= ń— е,, то есть вероятность обнаружения дырки в этом состоянии, р„р„— плотности состояний в зоне проводимости и в валентной зоне, соответственно. Далее учтем интересную особенность функции Ферми-Дирака, а именно: нероятность найти дырку на энергетическом уровне, находящемся " на расстоянии б ниже уровня химического потенциала )з равна вероятности найти электрон с энергией на 8 выи!е уровня р, то есть (8.З) Т(ц-8) = Т(р+ 8).

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5140
Авторов
на СтудИзбе
442
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее