Qattiq jismlarning elektr o'tkazuvchanligi

Qattiq jismlarning elektr o'tkazuvchanligi Reja: 1. Zonalar nazariyasining elementlari. 2. Kristall panjaradagi elektronning harakati. Effektiv massa. 3. Metallarda elektr o'tkazuvchanlik. 4. Yarim o'tkazgichlarda elektr o'tkazuvchanlik. 1. Zonalar nazariyasining elementlari. Elektron nazariyani rivojlanishi natijasida qattiq jismlarning zonalar nazariyasi ishlab chiqildi. Bu nazariyada qattiq jism kristall tuzilishiga ega deb haralib, shu kristall panjaralar orasida harakatlanuvchi elektronlarning holatlari o'rganiladi. Kristall panjaradagi elektron ham erkin elektronlar kabi panjaraning davriy potentsial maydonida harakat qiladi. Pauli prinsipiga asosan kristallardagi elektronlar ma'lum energetik holatlarda turaoladi. Bu energetik holatlar energetik zonalarga birikadi. Energetik zonalar esa bir - birlaridan man qilingan zonalar bilan ajralgan bo'ladi. (4.1(a)- rasm). Atomlarning birlashishi natijasida vujudga keladigan kristallda hosil bo'ladigan zonalarni kelib chi?ishini aniqlaylik. Buning uchun dastlab N dona izolatsiolangan atomdan iborat jismni ko'raylik. Izolatsiyalangan atomdagi elektronlarning holati 4 ta kvant soni n, l, ml , ms bilan xarakterlanishi bizga ma'lum, ya'ni ular ixtiyoriy energiyaga ega bo'lmasdan diskret qiymatli energiyaga ega bo'ladilar. Bu atomda xar bir holat energetik diagrammada bitta energetik sathni tashkil qiladi. (4.1(b) -rasm). Agar atomlar bir-birlariga yaqinlashsa, ular orasidagi o'zaro ta'sir orta boradi, ular orasidagi masofa juda yaqin bo'lsa, xar bir atom qo'shni atom hosil qilgan juda kuchli elektr maydonda turib u bilan o'z maydoni orqali ta'sirla-shadi. Natijada, elektronlarning energetik sathlari parchalanadi, ya'ni N ta bir xil energetik sathlar o'rniga N ta bir-biriga yaqin, lekin mos kelmaydigan sathlar hosil bo'ladi. Shunday qilib, izolyatsiolangan atomdagi xar bir energe-tik sath, kristallarda Nta zich joylashgan zonalardan iborat bo'lgan energetik sathlar to'plamini hosil qiladi. Demak, qattiq jismda izolyatsiolangan alohida energetik sathlar o'rniga energetik zonalar hosil bo'lar ekan. Parchalanish darajasi barcha sathlar uchun bir xil emas. Atomdagi tashqi elektronlar (valentli) joylashgan sathlar kuchli ta'sirga uchrab, ichki elektron-lar joylashgan sathlar esa kuchsiz o'zgaradi. 1) elektronsiz energetik sathlar zonasi. 2) valent elektronli energetik sathlar zonasi. 3) ichki elektronlar joylashgan energetik sathlar zonasi. Energetik zonalardagi energetik sathlar orasidagi energiya farqi 10-22 eV bo'ladi, demak energetik zonalar amalda uzluksiz spektrni beradi. Bu esa, o'z navbatida elektronni bitta zona bilan chegaralangan energetik sathlarda harakat qila olishini ko'rsatadi, ya'ni berilgan zonadagi elektronlar bir atomdan ikkinchi atomga o'ta olib, xamma atomlar uchun umumiy bo'lib holadi. Energetik zonadagi xamma sathlar elektronlar bilan band bo'lsa, bunday zonani to'ldirilgan zona deb ataladi. Elektronlar turishi mumkin bo'lgan zonalar ruxsat etilgan zonalar deb ataladi. Kristallardagi atomlarning xossalariga harab muvozanatli holatda ikkita atom orasidagi masofa r1 ko'rinishda yoki r2 ko'rinishda bo'ladi, r1 ko'rinishda holatlar o'rtasida man qilingan zona hosil bo'ladi, r2 masofada esa qo'shni zonalar bir-birini berkitadi. Kristallardagi energetik ...