Главная » Просмотр файлов » 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 (1119317), страница 70

Файл №1119317 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) 70 страницаГ.А. Миронова - Конденсированное состояние вещества - от структурных единиц до живой материи. Т1 (1119317) страница 702019-05-09СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 70)

Электрон-электронное рассеяние Частота электрон-электронного взаимодействия пропорциональна как числу электронов, которые рассеиваются, так и числу электронов, на которых рассеиваются, то есть — числу рассеивающих центров. Все взаимодействующие электроны находятся в узком энергетическом слое вблизи поверхности Ферми порядка КвТ. Поскольку число элелтронов в слое также пропорционально 15Т, то частота электрон-электронного взаимодействия пропорциональна ч„, — Т .

Однако, как уже говорилось, вероятность 2 электрон-электронного рассеяния мала по сравнению с рассеянием электронов на фононах или на дефектах. 13.4. Закон Видемана-Франца Отношение коэффициентов тепдо- (7.76) и электропроводности (7.бб): Г1. И!. Элеие1ипарлие аозбуэкдеипя элекщролнод аист«им,игл1пллоа 415 (ь„— ллина свободного пробега в электропроводиости) не заяг'снт от Рода проводника. а определяется только температурой — закон Г.Вндемана " Р.Франца(1853 г). Закон справедлив при 1 /1" =1, когла — =1 7', Х и где 1, — число Лоренца, равное Сравнивая процессы злелтро- и теплопровод1юсти, слеИУет отметить два основных отличия.

1. В тсплопроводности и и па«шуца лошака л1еплп Иа сдосамого 5аеюи оиплт отс1111стагет с адлп17 поа1ик за лда. Поток теРла не связан со средним потоком частиц. Электроны с «температурой вь1ше среднейл (вне поверхности Ферми) движутся против градиента температУРгл кое же число электронов с ктемпературой ниже средней» (вИутри п'1верх ности Ферми) движется В направлении градиента (рис. 7-37). Равновесное распределение электронов показано на рис. 7 — 37 пунктиром, а стационар нос неравновесное, вызванное потоком электронов, — спло1пнай ливнев.

Рис. 7 — 37. Поверхность Ферми и функш|я распределения в процессах злак"Ропро водности (левая часть рисунка) н теплоправодиосгн (правая час1' р ь рисунка). В процессе теплопроводности приннммот участие «горячие» эле«троИм ! ы ! и «хололныея — 2, в эчектропроводности — электроны 3 (нахолящиеся в полям месяцах 1 и 2 рис. 7 — 33).

Стрелками указано направление скоростей электронов. У'асгяующих в процессах переноса ЧАСТЬ 2. Второе отличие связано с различным ап еделениеи и аэ вссов е .эаннсатэээ и и телла- н электронроводности. В теплоароводности ахт рассеяния определяется кал взаимодействие ири котором электрон теряет лооавочнуэо энергию — хвТ. Прн столкнове иии с фононои наиравление лвижения элелтрона изменяется незначительно, энергия же изменяется на величину энергии фонона (порядка йв7).

Посколыо основным механизмолч релаксации является электрон-фононное рассеяние. а лобавочная энергия. которую переносит элелтрон всегда (ири любых температурах) порядка тепловой энергии возбужденных фононов Ив7). то элслтрон может (с большой степенью вероятности) ири каждом акте взаимодействия передать добавочную энергию фононам, независимо от соотношения величин их импульсов. Поэтому в теилоироводности лаждое электрон-фононное взаимодействие может приводить к рассеянию электронов, так что частота рассеяния в первом приближении определяется обшей концентрацией возбужденных фононов н ( — 1/лг .

Х 8 айтсти высоких тетиернтур основной причиной рассеяния в электропроволности являются процессы переброса. Частота процессов нсреброса пропорциональна числу фононов. концентрация которых изменяется -Т. Поэтому (а — 1/ээээ — 1/Т и отношение (х/(а в (7.82) в рассматриваемой области температур не зависит от тегяпе ат ы и имеет величин по задка елнницы. При ни«кит теятературах Тес То, когда в злектропроводности эффективность рассеяния электронов иа фононах уменьшается и появляется коэффициент эффективности -Т~, ба — )/(иТТ ) отношение с.

/са в (7.82) становится зависимым от темпе а ы. При достаточно низких температурах, когда начинает доминировать рассеяние электронов на дефелтах решетки сх = 1а =солж, величина отношения (х/( снова и иближается к е инице. 87.14. Модель сильно связанных электронов Модель почти свободных элелтроноа, благодаря своей наглядности и простою, сыграла очень важную роль в описании электрических, магнитных, гальвано-магнитных, тепловых и сверхпроводящих свойств металлов, Олнако, эта модель не применима к веществам, свойства которых ферми)эуэотся внутренними орбиталямн, а также к плохим лэеталлам: полупроводникам и вьэсокотемлературньэлч сверхпроводннкам.

В основе модели почти свободных электронов, как указывалось выше, лежит предположение о том, что валентные электроны столь слабо связаны с атомными остовами, что при образовании кристаллической ре- Гл. ЛЕ Эленептарныс ваэбужденээн электронной системы лэелэаччов 417 щетки они легко коллективизируются и практичеслн утрачиваэалэ спеэ)ээфилу, характерную для их связанныт сасэээояниэ) в агнатах. При построении энергети юского спектра многовалентных переход- ! ных металлов более строгим является подход, основанныйэ на модели сильно связанных злелтронов. В таких металлах проволнмость обусловлена электронами г1- ээли Т-зон, электронные состояния которых достаточно сильно локализованы.

В результате электронные орбнтали слабо перекрываются и их специфика в значительной степени сохраняется ири образовании металлической структуры. Поэтому в модели сильно связанных электронов рассматриваются атомные волновые функций (атомные орбитали) и их изменения при сближении отдельных изолированных атомов. 7Л4.1. Зонная сз руктура энергетического сиектра в модели сильной связи При образовании связи между двумя атомами из двух атомных орби- талей образуются две молекулярных: связывающая и разрыхляюшая с разными энергиями. Посмотрим теперь, что происходит нри образовании кристалла.

Здесь возможны два различных варианта: когда при сближении атомов возникает металлическое состояние и когла возникает полупроводниковое нли диэлектрическое состояние. Металлическое состояние может возникнуть только в результате перекрытия атомных орбиталей и образования многоцентровых орбиталей, приводящих к полной или частичной коллективизации валентных электронов. Таким образом, металл, если исходить из концепции первоначально связанных атомных электронных орбиталей, можно представить как систеиу положительна заряженных ионов, объединенных в одну гигаэтэскую лчалелулу с едиээай снснэенай мнагаиентравых мслекулнрных арбнталей (ч. 1, 52 19).

У переходных и редкоземельных металлов кроме возникающей цри коллективизации электронов металлической связи, могут существовать так же и ковалентные наиравлеиные связи между соседними атомами с полностью залолненнымн связывающими орбитвлями. Коллективизация электронов, обеспечивающая связь всех атомов в ревэетке, ирнводит при сближении атомов к 2ээькратному (с учетом спина) расщеплению атомных энергетических уровней и образованию зонной структуры электронного энергетического спектра.

Качественная иллюстрашэя изменения дискретных уровней энергии изолированных атомов (Е„;) ири уменьшении межатомного расстояния г † представлена на рис. 7 — 38, где показано расщепление энергетических уровней с образованием узких энергетических зон, содержащих 2И (с учетом спина) различных энергетических состояний. Ч4СтЫ) Гл. ИЕ Зле<«еггяи)пгые возбужг)еггггя электронной сишлсны гиетоялов 4)9 Е ЕЬ" Ее Ех 2Л« 0 Рис. 7 — За. Расшегшеиис щомиых энергетических уровней Е„, (пр>« сбяижспии атомов г и) в разделенные энергетическими щелями Е. зоны, ширина которьж )2Л, определяется интегралом псрекрьпия атомных электрон««л«х орбиталей Рис. 7-39. Водиовыс функиии электронов в ионах в отсутствие псрекрьпня (о) и при наличии перекрыл на (о).

когда фазы атомных нояиавых функций ста- '„" новятся коррслироваииыми между '.. собой г, ~Л 4.2. Волноваи функция электрона в кристалле В отличие от слабой связи (модели почти свободных электронов), в мОдели сильной св нльной связи нельзя рассматривать электронные волновые функции как плоские во лоские волны, что сильно усложняет процедуру построения изо- Ш« «рина энергетических зон, как будет показано ниже, зависит о(« степени перекрытия волновых функций электронов соседних атомов или лругими словами, от вероятности перехода электрона к соселнему атому. Воо ем с щ м случае энергетические зоны разделены запрещенными инте ва-. ламн энергий Е, называемыми запрешщгнымн зонямп.

При перекрытии г- и р-состояннй образуется несколько *'связываю'-" щих' и "рвзрыхляюших" зон. Металлическое состояние, с этой точки зрения, возникает в т з ает в том случае, если есп, зоны. не полностью заполненные электронами. Характер преобразования волновых функций локализованных элек. оно в тронов в волновые функции блоховского типа, описывающие коллектпвизнрованные электроны, иллюстрируется на рис. 7 — 39 а, б.

Характеристики

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
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
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6508
Авторов
на СтудИзбе
302
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее