Кристалл схема энергетических уровней

Согласно этим представлениям все световые волны являются носителями энергии при прохождении через кристалл световые лучи рассеиваются в разных направлениях. Когда период волны равен свободным периодам электронов, то эти электроны приводятся в сильную вибрацию и поглощают энергию. Таким образом те волны, которые имеют периоды, одинаковые с периодами электронов, поглощаются, и происходит абсорбция света. Другие световые волны, не находящиеся в периоде с электронами, не поглощаются, но частично отражаются с поверхности кристалла, обусловливая определенную его окраску. Поглощение света по описанной схеме производится валентными электронами и зависит от состояния этих электронов (энергетический уровень электронов, прочность связи электронов). [c.258]

Рис. 28. Схема образования зон энергии и относительное расположение зон в ионном кристалле а — энергетическая диаграмма (е — донор-ный уровень, возникающий в области ани-

Уровень Ферми коллоидного центра, если последний находится па поверхности кристалла, должен собственно быть на величину ф — 1 (где ф — фотоэлектронная работа выхода металла, а X — электронное сродство кристалла) ниже, чем нижний край зоны проводимости. К сожалению, величина известна только ориентировочно (0,2 эв). Однако Нильсен и Скотт [24], а также Дойль [25] опубликовали данные, которые показывают, что на кривой фотопроводимости хлорида калия, содержащего коллоидные центры, примерно при 4800 А (2,6 эв) имеется пик ему соответствует энергия, которую можно принять за величину Ф — х-В таком случае зонная схема энергетических уровней хлорида калия будет иметь вид, показанный на рис. 4.3. [c.137]

Качественная схема энергетических уровней доноров и акцепторов, показанная на рис. 1.5, также оказывается одинаковой для всех неметаллических кристаллов как для полупроводников, так и для диэлектриков, независимо от характера их химической связи при этом каждому типу примеси приписывается свой энергетический уровень в запрещенной зоне. Правда, следует иметь в виду, что энергетические состояния электронов, локализованных на примесных атомах, соответствуют узким уровням только при достаточно малых концентрациях примесей, когда их взаимодействие не существенно. При больших концентрациях взаимодействие примесных атомов приводит к расщеплению уровней в самостоятельную зону, лежащую внутри запрещенной зоны основного вещества, а в некоторых случаях даже сливающуюся с зоной проводимости. [c.37]

До сих пор электронными дефектами, так же как и возможными усложнениями, вызываемыми отклонением состава исходного кристалла от стехиометрии, мы пренебрегали. Теперь остановимся на этих вопросах. На рис. XVI.21,а изображен ряд высокотемпературных изотерм для системы КС1 + Са, рассчитанных обычным способом, исходя из показанной на рис. XVI.22 схемы энергетических уровней. Предполагается, что Сак, являющийся, очевидно, донорным центром, создает уровень, расположенный не слишком далеко от уровня F-центра (V i). В целом рис. XVI.21 аналогичен рис. XVI.11, но вместе с тем имеются и отличия [c.472]

На рис. 7, а. на котором изображена энергетическая зонная схема для поверхности кристалла и на котором локальный уровень (акцепторный уровень А или донорный уровень В) представляет собой хемосорбированную частицу, такие переходы от одного типа связи к другому описываются как [c.69]

Как показывает эта схема, с ростом числа атомов возрастает число разрешенных энергетических состояний, а расстояния между соседними энергетическими уровнями уменьшаются. При небольшом числе взаимодействующих атомов для перевода электрона с какого-либо энергетического уровня на ближайший более высокий уровень необходима затрата сравнительно большой энергии. Но при большом числе атомов N (в макроскопическом кристалле [c.526]

Такими частицами в кристалле рубина являются примесные (порядка 0,05 вес.% СггОз) атомы трехвалентного хрома. При действии на них света с длинами волн 6100—3800 А происходит возбуждение этих атомов от основного до высоких энергетических уровней (переход 1 3 на схеме рис, XI-14), с которых электроны тотчас же — за время порядка стомиллионных долей секунды — самопроизвольно переходят па промежуточный уровень 2, Важной особенностью последнего является то, что на нем электроны способны удерживаться уже сравнительно долго — в течение тысячных [c.38]

Проще всего выглядит зонная структура кристалла типа алмаза в центре первой зоны Г. В базисе из валентных АО схема энергетических уровней для этой точки состоит из двух однократных уровнен Г и Гг и двух трехкратно вырожденных уровней Г25 и Г15 она напоминает схему уровней для молекулы АН4 (см. рис. 1.7). При этом однократный уровень Г , образующий дно валентной зоны, отвечает связывающегх комбинации 5-орбиталей атомов обеих под-решеток. а уровень Г в зоне проводимости соответствует разрыхляющей колмбинации этих -орбиталей. Напротив, трехкратный уровень Г25 (верх валентной зоны) и уровень Г15 в зоне проводимости соответствуют связывающим и разрыхляющим комбинациям р-орби-талей указаппых атомов. [c.85]

ГИИ, но теперь в рассматриваемой системе один и тот же спектр получается дважды один раз, когда рассматриваемый электрон находится у одного ядра, а другой,— когда у другого ядра. В то же время волновые функции в этих двух случаях будут разными. Говорят, что уровни энергии электрона в такой системе дважды вырождены. Если ядра сближать, то возникнет взаимодействие чисто квантовой природы (так называемый обменный эффект), и в результате дважды вырожденный уровень оказывается расщепленным на два отдельных уровня энергии, причем чем ближе ядра, тем сильнее возмущение и тем значительнее расщепление. Аналогичное имеет место в системе из трех одинаковых ядер и одного электрона здесь происходит расщепление трижды вырожденного уровня на три разных уровня. По такой же схеме рассматривают и кристалл. Приближенно допускают, что в задаче о спектре энергии наличие многих электронов в системе является не очень существенным, побочным фактором и при определении энергетического спектра можно рассматривать систему из N ядер, образующих кристаллическую решетку, и одного электрона. Это — так называемое одноэлектронное приближение, на основе которого до самого последнего времени была построена вся электронная теория кристаллов. Только такие явления как ферромагнетизм и сверхпроводимость потребовали создания многоэлектронной теории. Для теории химической связи в кристаллах одноэлектронное приближениие дает вполне удовлетворительные результаты. [c.199]

На рис. 2,а, на котором изображена энергетическая зонная схема для поверхности кристалла и на котором локальный уровень (акцепторный уровень А или донор-ный уровень О) представляет собой хемосорбированную частицу, такие переходы от одного типа связи к другому описываются как переходы электрона, в результате которых локальный уровень (уровень А или уровень О) заполняются электроном или освобождается от него [3, 4, 5, 7]. Температруа является регулятором таких переходов. [c.24]

Как показывает эта схема, с ростом числа атомов возрастает число разрешенных энергетических состояний, а расстояния между соседними энергетическими уровнями уменьшаются. При небольшом числе взаимодействующих атомов для перевода электрона с какого-либо энергетического уровня на ближайший более высокий уровень необходима затрата сравнительно большой энергии. Но при большом числе атомов N. (в макроскопическом кристалле N имеет порядок числа Авогадро) соседние уровни настолько мало различаются, что образуется практически непрерывная энергетическая зона, и переход электрона на ближайший более высокий уровень может осуществиться при затрате ничтожно малой энергии. Если такой ближайший уровень не занят электронами, то находящийся на предшествующем уровне электрон ведет себя как свободный вследствие делокализованности орбиталей он может перемещаться по кристаллу при сколь угодно малых энергетических воздействиях. [c.515]

Довольно естественно было бы рассматривать эту энергию Е как энергию активации, которая, будучи сообщена электрону, связанному с атомом, освобождает электрон, оставляя на его месте дырку в электронном распределении атома. Например, один электрон кремния уровня Зр перейдет на свободный уровень 3 . В действительности же эта простейщая схема никак не применима к кристаллу, уровни энергий различных атомов в котором смешаны. Тогда и прибегают к энергетическим валентным зонам (связанные электроны) или к зонам проводимости (свободные электроны). [c.130]

В этой схеме трудным является предположение о механизме, которым краситель, потерявший электрон в первичном фотопроцессе, возвраш ает его обратно, несмотря на более высокое положение его основного уровня относительно валентной полосы кристалла. В действительности точно установлено, что отдельная молекула красителя может многократно действовать как сенсибилизатор. Встретившись с этой трудностью, Герни и Мотт [22] приняли во внимание факт, что основной уровень молекулы красителя после отдачи его электрона опускается относительно энергетических уровней полупроводника. Если это перемещение приведет свободный основной уровень красителя ниже верха заполненной зоны полупроводника, электрон сможет перейти к красителю и его энергетические уровни возвратятся в первоначальное положение. [c.242]

В случае дырочной 1рпроды темновой проводимости термическая энергия активации 2Е, очевидно, определяет высоту акцепторного уровня электрона над нижними уровнями молекулярных центров (рис. 2, стрелка 2 ). Электронный дефект представляет собой вакансию, образовавшуюся в исходной молекулярной орбите при возбуждении триплетного уровня молекулы как единой системы электронов. Миграция такого электронного дефекта в кристалле совершается, по-видимому, путем межмолекулярного переноса электрона от заполненной к вакантной орбите, хорошо известного из окислительно-восстановительных реакций переноса электрона в растворах и не требующего преодоления энергетических барьеров. На схеме рис. 2, б показано также, что фотопроводимость кристалла дырочного типа может возникать при заполнении акцепторного уровня не снизу, а сверху обходным путем (стрелки Ъ У ж 1 ). Акцепторный уровень на схеме обозначен как триплетный уровень Г молекулярного центра. Однако на салгом деле темновая энергия активации органических кристаллов определяется не столько структурой молекулы, сколько наличием такой электроноакцепторной примеси, как сорбированный кислород (см. ниже). [c.325]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология