Фермий валентность

Зона проводимости Уровень Ферми Валентная зона [c.316]

Поскольку составной частью прибора РФС является источник рентгеновского излучения, который ионизует образец, этим методом можно определять энергии связывания как валентных электронов, так и электронов оболочки. Обычно используют рентгеновское излучение Ка Mg и А1 с энергией соответственно 1253,6 и 1486,6 эВ. Методом РФС исследовали твердые вещества, газы, жидкости, растворы и замороженные растворы. В случае твердых веществ и замороженных растворов рассчитанные энергии связывания электронов относят к энергии уровня Ферми твердого вещества. Уровень Ферми соответствует высшему заполненному уровню электронного слоя структуры твердого вещества при О К. Уравнение сохранения энергии (16.23) преобразуется к виду [c.334]

Рис. 112. Схема валентной зоны и зоны проводимости (а) и относительное содержание трех видов связи на поверхности полупроводника в зависимости от уровня Ферми (б)

Если в кристалле имеются донорные или акцепторные примеси (иапример, изоморфно замещающие ионы в узлах кристаллической решетки), то в объеме и на поверхности полупроводника появляются избыточные электроны в зоне проводимости или избыточные дырки в валентной зоне и соответствующие локальные уровни энергии внутри запрещенной зоны. В зонной теории относительное количество электронов и дырок в полупроводнике характеризуется так называемым уровнем энергии Ферми (или просто уровнем Ферми), который имеет смысл химического потенциала электрона в полупроводнике. [c.454]

В идеальном кристалле полупроводника (в отсутствие примесей) уровень Ферми расположен примерно посредине между зонами валентной и проводимости (уровень е,, на рис. 112, а). При наличии донорной примеси (имеющей лишние электроны) уровень Ферми по- [c.454]

Совершенно по другому проявляется контакт твердых тел, когда между ними возникают химические связи. Это относится как к мельчайшим кристаллам примеси, включенным в матрицу, так и к крупным кристаллам, находящимся в достаточно плотном контакте, исключающем какие-либо разделяющие прослойки. Благодаря химическим связям между контактирующими телами происходит перераспределение электронов, их частные энергетические зоны и локальные уровни преобразуются в общие зоны и уровни, устанавливается единый общий уровень Ферми. В частности, валентная зона и зона проводимости приобретают новый вид и занимают новое положение по отношению к уровню Ферми. [c.116]

При О °К электроны в кристалле находятся на различных энергетических уровнях, образуя несколько энергетических зон, которые именуются валентной зоной. Эта зона полностью заполнена электронами до некоторого уровня с максимальной энергией, называемой энергией Ферми /(0). Выше валентной зоны у полупроводников имеется запрещенная зона уровней энергии, которая не может быть занята электронами (рис. 105). Еще выше располагается зона проводимости, в ней при О °К электронов нет. [c.173]

Джонс объяснил эти закономерности особенностями образования зон Бриллюэна. Сфера Ферми (т. е. значение максимальной энергии) приходит в соприкосновение с границей зоны Бриллюэна при определенном значении электронной концентрации. Дальнейшее изменение концентрации компонента с большей валентностью должно вызвать заполнение следующей зоны, поэтому решетка делается термодинамически менее выгодной, чем другая с незаполненной зоной. [c.511]

Обратимся теперь к рассмотрению других спектров. Обсудим вначале ИК-спектр. В коротковолновой части спектра (А, < 6,5 мкм ч > 1500 см ) наблюдается поглощение только на двух участках при 1800 —1600 см" и при 3100—2850 см . На первом участке поглощения, соответствующем валентным колебаниям двойных связей, имеются две сильные полосы при 1700 и 1630 СМ , что указывает на наличие в молекуле связей С=0 и С=С. Высокая интенсивность полосы 1630 см" и пониженные частоты полос обеих кратных связей позволяют предположить присутствие в молекуле фрагмента С=С—С=0. Наличие на этом же участке поглощения полосы при 1730 СМ вряд ли следует связывать с присутствием в молекуле другой карбонильной группы,-не входящей в состав фрагмента С=С—С=0, так как эта полоса недостаточно интенсивна. С другой стороны, появление сателлит-ной полосы наряду с основной карбонильной полосой является нередким явлением в случае а,р-непредельных карбонильных соединений. Происхождение такой полосы может быть связано либо с проявлением резонанса Ферми, либо с отражением в спектре неоднородности конформационного состава карбонильного соединения. Второй участок поглощения в коротковолновой части спектра, представляющий собой систему перекрывающихся полос средней интенсивности, соответствует проявлению валентных колебаний С—Н-связей. Поскольку основное поглощение приходится на район ниже 3000 см , следует считать, что большинство атомов Н сосредоточено при тетраэдрических атомах углерода. Поскольку в спектре нет полос [c.219]

Определим некоторые термодинамические свойства ансамбля электронов в металле, используя модель свободных электронов, т. е. рассматривая совокупность валентных электронов как идеальный газ. Прежде всего, основываясь на формулах статистики Ферми — Дирака, найдем характеристики полностью вырожденного электронного газа (газа при Т = 0). [c.189]

Так как электроны зоны проводимости и дырки валентной зоны представляют идеальный газ фермионов, к ним может быть применена статистика Ферми — Дирака. [c.195]

Рис. 8.17. Соотношения энергий между валентной зоной, зоной проводимости и уровнем Ферми а — в изолированных полупроводниках п- н р-типов б —в полупроводнике, содержащем сформированный р—л-переход.

Учет резонанса Ферми необходим для правильной характеристики спектров веществ с Н-связями и понимания их природы. По мнению А. И. Иогансена, усложнения структуры полос валентных колебаний X—И в ИК-спектрах веществ со связями X—Н...У, вызванные ферми-резонансом, в ряде случаев истолковывались неправильно. Предполагалось, что существуют разные типы Н-связей высказывались гипотезы о модуляции межмолекулярными колебаниями, о том, что потенциальные кривые для протона на линии связи Н—Н... имеют два минимума. Отсюда следовала гипотеза о туннельных переходах протона от одного минимума на потенциальной кривой ко второму. С учетом резонанса Ферми, как считает А. И. Иогансен, эти гипотезы нуждаются в дополнительном обосновании. Следует также иметь в виду, что частоту колебания нельзя отождествлять с частотой какого-либо одного максимума сложной полосы. В приведенном выше простейшем случае резонанса двух колебательных уровней невозмущенная частота ч, совпадает с центром тяжести резонансного дублета. Для более сложных резонансных картин частота тоже определяется по положению центра тяжести полосы. Ранее это обстоятельство не учитывалось, поэтому цитируемые в литературе значения частот колебаний в относительно прочных Н-связях (если сказанное здесь не было учтено) завышены тем более, чем прочнее Н-связь. [c.67]

Увеличение концентрации компонента с большим числом валентных электронов (например, 2п в системе Си—2п) приводит к увеличению п и, следовательно, к росту энергии Ферми. При определенном значении п эта энергия достигает границы зоны, и дальнейшее повышение п прн данной решетке потребует резкого увеличения энергии, так как будет заполняться следующая зона. Поэтому оказывается выгодным превращение решетки в другую с незаполненной зоной. [c.354]

Поверхности Ферми поливалентных.металлов имеют сложный вид и пока известны не для всех металлов [20]. В качестве примера рассмотрим алюминий, кристаллизующийся в плотноупакованной гранецентрированной кубической структуре. При трех валентных электронах на атом можно было бы ожидать, что пер- [c.128]

Ясно, что условия наблюдения осцилляций физических величин в одновалентных металлах не слишком благоприятны. Для облегчения условий наблюдения было бы лучше иметь вещества с малой эффективной массой Шн (чтобы увеличить ц-в) и достаточно малым эффективным числом носителей (что уменьшит Л о и сделает достаточно большим ДЯ). Такими веществами являются поливалентные металлы. В одновалентных металлах все валентные электроны (см. гл. И) легко умещаются впервой зоне Бриллюэна, образуя замкнутую поверхность Ферми. В поливалентных происходит перекрытие полос и поверхность Ферми образуется из нескольких расположенных в разных зонах поверхностей, для которых величина А может оказаться очень малой. [c.341]

Наличие свободной валентности на поверхности является, с точки зрения электронной теории, необходимым, хотя и не всегда достаточным условием протекания реакции в адсорбционном слое. Согласно этой теории, в реакции участвуют не все хемосорбированные частицы, а только те, которые находятся в реакционноспособном состоянир , определяемом для данной реакции ее механизмом, Поэтому скорость реакции определяется при прочих равных условиях относительным содержанием среди хемосорбированных молекул активной для данной реакции формы. Волькенштейн, а затем Гарсиа де ля Банда [20] показали, что при установившемся электронном равновесии относительные содержания различных форм хемосорбированных частиц, а следовательно, и скорость каталитической реакции, связанной с концентрацией реакционноспособных форм, зависят от положения уровня Ферми, энергетического интервала между валентной [c.23]

Это один из примеров многих радикальных реакций, протекающих выше 590 С. По данным ЭПР-спектроскопии, свободные радикалы в основном наблюдаются при 550-650 С, а для полиимида I — при 600-700 С. Характерным является наличие двух пиков концентрации ПМЦ (рис. 8-10). Второй пик при 1500 С, по-видимому, связан с захватом атомами азота носителей заряда из валентной зоны и понижением в связи с этим уровня Ферми. Как отмечалось [В-4], азот может быть акцептором только в углеродных материалах, термообработанных выше 800 С. По мере удаления азота выше 1500 С концентрация ПМЦ понижается. Существование в СУ примерно при 1500 С частично локализованных ПМЦ подтверждается [8-22 температурной зависимостью ПМЦ. [c.487]

Изолятор. Незаполненная зона проводимости L расположена знс1Чительно выше заполненной валентной зоны (для алмаза, например, расстояние между зонами соответствует 5 эВ). Перенос электронов в зону проводимости при увеличении энергии Ферми за счет подвода тепловой энергии возможен только при очень высокой температуре (рис. А.62, а). [c.142]

Соотношения (57.10) — (57,14), полученные феноменологическим путем, можно обосновать на основе теории реорганизации растворителя, Как вытекает из этой теории, вероятность квантовомеханического перехода электрона из полупроводника на реагирующую частицу в растворе пропорциональна произведению р(е)л(е)ехр[—ир,(е)/кТ, где р(е) — плотность электронных уровней (плотность состояний электрона). В металлах вблизи уровня Ферми p(e) si onst, а потому уровень е, обеспечивающий наиболее вероятный переход электрона, определяется максимумом произведения п(е) ехр 1— 7д(е)/АЯ (см, 56), Для полупроводниковых электродов в конкуренцию вступает третий фактор —р (е), который равен нулю в запрещенной зоне и резко возрастает при переходе в валентную зону или в зону проводимости. Так, например, в зоне проводимости [c.295]

Таким образом, при Т = О все наинизшие энергетические уровни заполнены все уровни, отвечающие энергии, большей, чем р,о, пустые (см. рис. 23). Величина 8у = есть энергия Ферми. Будем отсчитывать эту величину от дна валентной зоны, т. е, будем учитывать только кинетическую энергиию электронов, которая для электрона на дне зоны равна нулю , Полное число валентных электронов в металле N равно числу квантовых состояний в валентной зоне с энергией от О до Sf. Так как электроны валентной зоны аналогичны свободным, для числа квантовых состояний исгюльзуем формулу (УП1.39) и запишем [c.190]

Величина е/ есть кинетическая энергия Ферми в отличие от величины Ej в формуле (VI 11.46). Энергия / в формуле (VIII.46) отсчитывается не от дна валентной зоны, а от дна низшей энергетической зоны для электронов в металле соответственно Л еобщ в этой формуле—общее число электронов в металле, включая не только валентные. В дальнейшем мы будем говорить лишь о кинетической энергии Ферми. Соответственно величину fi — химический потенциал -также будем отсчитывать от дна валентной зоны. [c.190]

Теперь мы можем понять, как действует переход на границе полупроводник — жидкость. Когда полупроводниковый электрод погружен в содержащий окислительно-восстановительную пару (редокс-пару) раствор, химические потенциалы электрода и раствора должны быть одинаковыми, если не приложена внешняя сила. Тогда зоны в полупроводнике искривляются так, чтобы привести в соответствие уровень Ферми и окислительновосстановительный потенциал (редокс-потенциал). Направление искривления зависит от конкретной системы, но для материалов л- и р-типов искривление обычно происходит в направлении, показанном на рис. 8.19, а и в. Освещение поверхности электрода может приводить к переводу электронов из валентной зоны в зону проводимости. Градиенты поля на границе раздела электрод — жидкость будут способствовать, как и в случае твердотельного полупроводникового перехода, разделению вновь образующихся электронов и дырок. В случае направленного вверх изгиба, как на рис. 8.19, а, электроны движутся в глубь полупроводника, а дырки покидают поверхность раздела и уходят в раствор для окисления редокс-пары. Если затем внешней цепью соединяются полупроводниковый электрод и лротйвоэлектрод, также погруженный в раствор, то электроны будут течь от полупроводникового к противоэлектроду (восстанавливая ионы в растворе вблизи него). Таким образом, полупроводниковый электрод становится фотоанодом (рис. 8.19,6). Вследствие электрохимического потенциала /р, возникающего благодаря вентильному фотоэффекту, потенциал Ферми и редокс-потенциал становятся разделенными барьером 11 . На рис. 8.19, г показана аналогичная энергетическая диаграмма для поглощения света материалом р-типа, из которого электроны уходят в раствор, восстанавливая редокс-пару. В этом случае полупроводниковый электрод является фотокатодом. [c.277]

Если два колебательных уровня многоатомной молекулы, принадлежащие различным колебаниям или комбинациям колебаний, имеют почти одинаковую или одинаковую энергию (а значит, и частоту), то между этими случайно совпадающими по частоте колебательными уровнями возникает резонанс Ферми. Происходит отталкивание уровней друг от друга и перераспределение энергии колебаний между этими уровнями. Например, когда частота валентного колебания группы X—Н близка к частоте первого обертона деформационного колебания VJ, и симметрия этих колебаний одинакова, то между колебаниями 2ч , и возникает резонанс Ферми. Колебательные уровни и 2vJ отталкиваются . В ИК-спектрах вместо одной полосы, соответствующей наложению колебаний и 2vJ, наблюдается две полосы, интенсивность полосы обертона 2v , возрастает за счет интенсивности основной полосы v J, которая ослабляется. Происходит перекачка энергии от валентного колебания X—Н к первому обертону деформационного колебания той же группы атомов. Это наблюдается, например, в метане. Но обычно частота существенно превышает частоту 2 , и резонанс Ферми между и в свободных молекулах, содержащих группу X—Н, не возникает. Например, у молекул воды =1,095 х X 10 4 Гц (3650 см ), а 2v =6,45- 0 Гц (2150 см ) у аминов и амидов V, = (1,02—1,05)-10 Гц (3400—3500 см 1), 2vJ =9-10 Гц (3000сл<-1) [c.66]

Комплекс ИК-поглощенпя в области 1250—1340 см характерен для сопряженных связей С—N ароматических аминов. Колебания N—Н связей аминогрупп достаточно четко обнаруживаются по поглощению около 3230, 3350 и 3452 см . Поглощение в области 3230 м относится к обертону деформационного колебания группы усиленного резонанса Ферми с симметричными валентными колебаниями этой группы, около 3350 см 1 — к связанным, а около 3452 см — к свободным связям N—И. Характерно также поглощение около 3030 см , относящееся к ароматическим С—Н связям. [c.17]

Причиной разориентации нормалей может быть разориентация как крупных блоков, так и пакетов в параллельно расположенных плоских слоях. Для первого случая средняя концентрация дефектов в слоях не должна зависеть от sin (9. Однако авторами названной работы, наоборот, была получена следующая зависимость средней концентрации от выбранного параметра с ростом разориентации нормалей средняя величина диамагнитной восприимчивости, характеризующей степень совершенства графитоподобных слоев в турбостратных материалах, уменьшалась, т.е. росла концентрация дефектов в слое. Это связано с тем, что диамагнитная восприимчивость зависит от положения уровня Ферми относительно вершины валентной зоны. В свою очередь положение уровня Ферми определяется концентрацией дефектов в слоях. Взаимодействие соседних слоев в турбостратных материалах мало и не влияет на положение уровня Ферми и диамагнитную восприимчивость, поскольку расстояние между слоями велико. Поэтому разориентация нормалей к графитоподобным слоям связана с их искривленностью, а не с разориента-цией крупных блоков. Укладка последних, а также пор между ними (текстура) и определяет в основном анизотропию физических свойств графита. [c.26]

Смотреть страницы где упоминается термин Фермий валентность: [c.279] [c.322] [c.456] [c.93] [c.141] [c.174] [c.293] [c.293] [c.301] [c.168] [c.202] [c.51] [c.188] [c.190] [c.199] [c.161] [c.274] [c.293] [c.129] [c.461] [c.297] [c.165] [c.224]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология