December 03 2016 02:27:16
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
переход Мотта
Физические основы информации

Интересно отметить, что в результате сильного сближения атомов кристалла возможен фазовый переход второго рода, при котором полупроводник или диэлектрик становится проводником, т.е. происходит перестройка энергетических зон кристалла и их заполнение электронами. Этот фазовый переход, называемый переходом Мотта, наблюдался экспериментально в некоторых окислах при большом давлении.

Движение электрона в зоне проводимости под действием внешнего электрического поля img498 определяется зависимостью энергии электрона img499 от его квазиимпульса img500 или волнового вектора img501. Если ввести скорость электрона

img502,                                                                                                                           (II.8.22)

где

img503                                                                                                                       (II.8.23)

– эффективная масса электрона в кристалле, то уравнение движения электрона принимает вид

img504.                                                                                                                           (II.8.24)

Вблизи минимума энергии для электрона в зоне проводимости часто используется следующий закон дисперсии этой энергии (зависимости энергии от величины k)

img505,                                                                                  (II.8.25)

где E(k = k0) определяет положение минимума энергии. В общем случае закон дисперсии может иметь очень сложный характер, а эффективная масса электрона, вычисленная по формуле (II.8.23), формально принимает значение от -∞ до +∞. Поэтому пользоваться величиной эффективной массы, зависящей от взаимодействия электрона с кристаллической решеткой, следует очень осторожно. Кроме того, эффективная масса описывает инертные свойства электрона только в случае его взаимодействия с электромагнитным  полем, поскольку внутрикристаллическое поле имеет такую же физическую природу. Для вычисления сил инерции или гравитационных сил необходимо использовать обычную массу электрона (Дивильковский И.М. Электроны и дырки в поле сил инерции. УФН, 1975, т. 115, № 2, с. 321-331).

Полупроводники могут проводить электрический ток, если часть электронов валентной зоны перешла в зону проводимости. Такой переход требует энергии активации, превышающей ширину запрещенной зоны,

img506,                                                                                                                           (II.8.26)

которая может быть получена при поглощении фотона с частотой img507, за счет тепловых процессов, в случае столкновения с другими частицами. При переходе электрона из валентной зоны в зону проводимости образуются два свободных носителя электрического заряда – электрон в зоне проводимости и «дырка» в валентной зоне. Электрический заряд дырки является положительным и равен по абсолютной величине заряду электрона (выполняется закон сохранения электрического заряда).

Понятие «дырка» возникло в теории твердого тела в 1931 г., когда В. Гейзенберг показал эквивалентность двух методов описания тока, создаваемого электронами не полностью заполненной валентной зоны. В первом методе рассматривалось движение электронов такой валентной зоны под действием электрического поля с учетом свободных энергетических подуровней валентной зоны. Во втором методе – движение вакансий, возникающих благодаря переходу электронов в зону проводимости и обладающих определенными физическими характеристиками (положительным зарядом |e|, эффективной массой img508, подвижностью img509). Данные вакансии во втором методе считаются квазичастицами и получили название дырок. Поскольку число дырок много меньше числа электронов, оставшихся в валентной зоне, то наиболее широкое распространение получил второй метод.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.04 секунд 4,189,985 уникальных посетителей