Электронный энергетический спектр кристалла

ЭЛЕКТРОННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ СПЕКТР КРИСТАЛЛА [c.104]

Атомы примеси вносят в Энергетический спектр кристалла все свои энергетические уровни, как занятые электронами, так и свободные. Если концентрация примеси мала, расстояния между ее атомами велики, и переходы электронов между примесными атомами, таким образом, исключаются, то в энергетическом спектре появляются обособленные, локальные уровни. Если же концентрация примеси достаточно высока, т. е. атомы примеси сближены и взаимодействуют друг с другом, то примесные уровни сливаются в зоны, которые размещаются в запрещенной зоне или накладываются на ближайшие незанятые уровни в разрешенных зонах. Таким образом добавляются новые уровни и зоны. Мало того, под влиянием примеси исходные энергетические зоны кристалла изменяются, уровень Ферми смещается. Словом, образуется новый, более -сложный энергетический спектр, отвечающий новой конфигурации электронов, которая возникает в результате изменения состава вещества. Это значит, что исходное — чистое вещество и вещество, полученное добавлением к нему примесей — разные твердые химические соединения, разные твердые вещества, относящиеся друг к другу как исходное соединение и продукт его химического превращения. [c.115]

При молекулярном контакте между твердыми телами, как мы хорошо знаем, происходит только межмолекулярное взаимодействие. Этим ВИДОМ взаимодействия обусловлено существование известных нам всевозможных молекулярных соединений — аддуктов, в частности молекулярных кристаллов. Электронные энергетические спектры аддуктов, как мы знаем, состоят из суммы частных энергетических спектров соответствующих молекул. Однако они имеют единый для каждого данного твердого вещества фонон-ный спектр. [c.116]

Зонная структура энергетического спектра, как мы видели выше, отражает ту особенность природы атомных кристаллов (металлов, полупроводников и изоляторов), что в них существует непрерывный трехмерный каркас межатомных связей и свойственное кристаллическому веществу периодическое поле. Электронный энергетический спектр молекулярных кристаллов, построенных из отдельных нульмерных молекул, соединенных ван-дер-ваальсовскими связями, не имеет обычной зонной структуры, а представляет собой совокупность до некоторой степени искаженных в результате слабого обменного взаимодействия молекул молекулярных энергетических спектров, состоящих из дискретных энергетических уровней. Кристаллы цепочечной, сетчатой и каркасной структуры, в том числе разнообразные соединения включения, мы рассматриваем как разновидности молекулярных кристаллов, построенных, соответственно, из одно-, двух- и трехмерных молекул или из их комбинаций. Их энергетические спект- [c.118]

Расхождение расчетных и опытных данных на 16% исследователь объясняет тем, что навязанное структурой 2п8 расположение атомов кислорода приводит к растяжению их связи с атомами цинка, к увеличению их длины по сравнению с длиной этих связей в кристалле 2пО и, следовательно, к их ослаблению. Отсюда— сужение энергетической щели между соответствующими уровнями в энергетическом спектре цинк-сульфидного фосфора, обусловленное понижением энергии электронов связи 2п — О в структуре сложного сульфидного соединения цинка. Подобное явление наблюдается и в случае цинк-сульфидных фосфоров, активированных гомологами кислорода — селеном и теллуром. Последние, так же как кислород, образуют химические связи с цинком, которым отвечают определенные локализованные уровни в энергетическом спектре фосфора. Ширина запрещенной зоны в энергетических спектрах кристаллов селенида и теллурида цинка составляет 2,60 и 2,27 эВ соответственно. Отложив эти величины по вертикальной оси от дна зоны проводимости сульфида цинка, исследователь определил, что этим уровням отвечает излучение с длиной волны 480 нм для селена и 548 нм для теллура. Но это на 40 им [c.125]

Электронная структура оксидных катализаторов — полупроводников отличается от структуры металлов наличием энергетического разрыва (запрещенной зоны), отделяющего нижнюю валентную зону, полностью заполненную электронами, от верхней незаполненной зоны проводимости. Энергетический разрыв невелик, и в полупроводниках при какой-либо активации (повышение температуры, излучения) происходит переход электронов из валентной зоны в зону проводимости. Освободившиеся при этом переходе энергетические уровни в валентной зоне рассматриваются как дырки в энергетическом спектре кристалла. Свободные электроны и дырки с точки зрения электронной теории катализа рассматриваются как свободные валентности твердого катализатора, участвующие в поверхностном химическом взаимодействии с реагирующими веществами. Молекулы, адсорбированные на поверхности полупроводника, рассматриваются как примеси, нарушающие строго периодическое строение кристаллической решетки, но составляющие с ней единую систему, так как волновые функции решетки и молекул, сидящих на ее поверхности, перекрываются. [c.225]

В рамках электронной теории хемосорбции разработана схема расчета изотерм адсорбции для полупроводника. Схема проиллюстрирована иа примере полупроводника с энергетически однородной поверхностью. Для этого случая получено общее выражение изотермы адсорбции. Поскольку последнее является довольно сложным, были рассмотрены различные частные случаи, специализированные по положению уро вня Ферми з энергетическом спектре кристалла. Показано, что в рамках электронной теории хемосорбции можно объяснить существование изотермы Генри, логарифмической и типа Фрейндлиха. [c.58]

Мы уже внаем, что в твердом теле обычно имеются дефекты не хватает того или иного атома или иона в узлах решетки, посторонние атомы внедрены в узлы или междоузлия. Эти нарушения изменяют энергетический спектр кристалла и, следовательно, расселение электронов [c.83]

Одновалентный атом А (например, атом водорода), взаимодействуя с поверхностным катионом, может связаться с ним одноэлектронной ела-бой связью, которая аналогична химической связи в молекуле Щ. Адсорбированный таким образом атом представляет собой ловушку для электрона или для дырки, коль. скоро его энергетический уровень занимает подходящее положение в энергетическом спектре кристалла. [c.135]

Позднее Коста и Конте [26], используя несколько иную модель электронных состояний кубических карбидов и нитридов, изучили электронные энергетические спектры монокарбида и мононитрида титана, основываясь на методе сильной связи. При этом, учитывая близость электронных характеристик этих соединений друг с другом и исходного металла (в данном случае титана), они предположили, что атомы неметалла лишь слабо возмущают электронную структуру тугоплавких соединений, основные черты которых определяются атомами металла. В связи с этим в расчете акцент сделан лишь на влияние d-состояний атомов титана, в то время как перекрывание волновых функций атомов неметаллов и их гибридизация с волновыми функциями металла не учитывались. При проведении расчетов авторы исходили из ионно-ковалентной модели, согласно которой 1,5 электрона атома углерода (и 2 электрона атома азота) переходят в d-полосу металла. В этом отношении указанная модель аналогична предложенной ранее Уманским [29], по мнению которого в фазах внедрения атомы неметалла частично (или полностью) отдают свои валентные электроны в s —d-полосу кристалла. Однако в работе Коста и Конте предполагалось также, что электроны несколько оттягиваются к атомам углерода, обусловливая существенную полярность связей. При этом выяснилось, что в рамках использованной модели полосы проводимости Ti и TiN состоят из двух подполос, образованных соответственно из dy- и de-волновых функций атомов металла. [c.270]

Энергетический разрыв невелик, и в полупроводниках при какой-либо активации (повышение температуры, излучения) происходит переход электронов из валентной зоны в зону проводимости. Освободившиеся при этом переходе энергетические уровни в валентной зоне рассматриваются как дырки в энергетическом спектре кристалла. Свободные электроны и дырки с точки зрения электронной теории катализа рассматриваются как свободные валентности твердого катализатора, участвующие в поверхностном химическом взаимодействии с реагирующими веществами. Молекулы, адсорбированные на поверхности полупроводника, рассматриваются как примеси, нарушающие строго периодическое строение кристаллической решетки, но составляющие с ней единую систему, так как волновые функции решетки и молекул, сидящих на ее поверхности, перекрываются. [c.245]

Можно показать, что такой адсорбированный атом является ловушкой для свободного электрона, странствующего в зоне проводимости. В энергетическом спектре кристалла такой атом изображается акцепторным локальным уровнем, как это изображено на рис. 2а, где — есть энергия сродства адсорбированного атома А к свободному электрону в решетке. Выпадение свободного э.лектрона из зоны проводимости на локальный уровень А означает локализацию этого электрона около адсорбированного атома А. Можно показать, что степень локализации тем больше, чем глубже распо- [c.917]

Для удовлетворительного объяснения явлений флуо-и фосфоресценции необходимо допустить в энергетическом спектре кристалла существование двух специфических групп электронных состояний. Они приурочены к запрещённой области спектра (Р) между верхней заполненной [c.280]

На рис. 1 изображен энергетический спектр кристалла. Акты (1), (2), (3), (4), (5) представляют собой, электронные переходы, [c.182]

Поверхность и объем полупроводника при установившемся электронном равновесии имеют общий уровень Ферми РР (рис. 35), т. е. одинаковый электрохимический потенциал. Однако вследствие искривления зон положение уровня Ферми в энергетическом спектре кристалла (его положение относительно энергетических зон) будет, вообще говоря, различным при различной степени удаления от поверхности. Положение уровня Ферми мы будем характеризовать его расстоянием от потолка валентной зоны, которое обозначим через или расстоянием от дна зоны проводимости, которое обозначим через е (рис. 35). Очевидно, += е+(х) и = е (х), причем г х) + г х) = и, где и — ширина запрещенного участка между зонами. Примем обозначения [c.94]

При химической адсорбции волновые функции электр(иа у частицы и решетки в известной мере перекрываются. Адсорбированные молекулы, размещен ные на поверхности полупроводника, могут рассматриваться по- этол , как примеси , нарушаю щие строгую периодичность решетки. В энергетическом спектре кристалла они дают локальные уровни акцепторного ( 4) или f/i донорного (D) типа, расположенные между зонами ( 118], [125]. Применение статистики Ферми позволяет вывести выражение для величин Л/4., и AL.. Оказывается, что они зависят не только от положения локального уровня (V ), но и от уровня Ферми, т. е. от химического потенциала электрона на поверхности кристалла ( ). [c.616]

Мы рассмотрели два, по сути дела, простейших случая перестройки электронного энергетического спектра за счет магнитного пробоя — ликвидация и появление открытых траекторий. В реальном кристалле могут встретиться самые разнообразные ситуации. С ростом магнитного поля постепенно должны начать пробиваться все более широкие перемычки, что приведет к существенному отклонению от простой квазиклассической картины, описанной в 7. Ниже, при рассмотрении поведения металла в сильном магнитном поле мы подчеркнем роль магнитного пробоя. [c.108]

В части I была описана общая структура электронного энергетического спектра, а также рассмотрено поведение отдельного электрона во внешних полях. Сейчас мы приступаем к изучению статистического ансамбля электронов. Свойства такого ансамбля существенно зависят от того, является кристалл диэлектриком или металлом. Зонная структура электронного энергетического спектра, которая лежит в основе нашего [c.109]

Центральной проблемой хемосорбции и катализа является вопрос о природе активных центров и реакционной способности адсорбированных молекул. В данной статье рассматриваются случаи полупроводников и диэлектриков. Электронная теория хемосорбции (ЭТХ) 11—3] принимает в качестве активных центров электроны и дырки кристалла полупроводника, которые либо свободно перемещаются по поверхности, либо локализованы на ее структурных дефектах. Хемосорбция есть результат взаимодействия адсорбированной молекулы с этими центрами. Хемосорбированные молекулы, рассматриваемые как некоторая поверхностная примесь, создают в энергетическом спектре кристалла свою систему локальных уровней. В условиях равновесия заселенность уровней однозначно определяется положением уровня Ферми на поверхности. В соот ветствии с этим ЭТХ рассматривает две формы хемосорбции нейтральную (слабую) форму, когда связь молекулы с поверхностью осуществляется без участия свободных носителей решетки (в энергетическом спектре ей соответствуют пустые уровни), и заряженную форму, при которой происходит локализация носителя на адсорбированной частице или около нее (заполненные уровни). Локализация носителя упрочняет (адсорбционную связь и приводит к заряжению поверхности относительно объема полупроводника. Согласно ЭТХ, вовлечение в хемосорбционную связь свободных носителей вызывает возникновение радикальных (или ионо-радикальных) форм хемосорбции или валентно-насыщенных соединений частиц с поверхностью [1—3]. Поскольку радикальная форма реакционно способна, ЭТХ для случая однородной поверхности установила связь каталитической активности поверхности с положением локальных уровней хемосорбированных частиц и уровня Ферми в ее энергетическом спектре. [c.25]

Если электропроводность объясняется перезарядкой ионов, зонная теория полупроводников, по-видимому, в простейшем виде неприменима не происходит полного вырождения уровней валентных электронов в отдельных ионах, а сохраняется периодичность в энергетическом спектре валентных электронов кристалла. Катионы решетки находятся в потенциальной яме, так что переход электрона от катиона к катиону требует энергии активации, а длина свободного пробега электрона соответствует междуатомным расстояниям в кристаллической решетке. В таком случае энергия активации определяется не только параметрами атома, образующего катион (т. е. в конечном счете его положением в таблице Менделеева), но и межатомными расстояниями в кристалле, что указывает на значение геометрических параметров кристалла в отношении его каталитической активности. [c.29]

Вернемся к литию (см. выше). Каждый его атом представлен одним 25-уровнем в валентной зоне и одним — в зоне проводимости (см. рис. 28). Если кристалл состоит из N атомов лития, то в валентной зоне имеется N энергетических уровней, на каждом из которых могло бы находиться по два электрона. Но у лития имеется только один валентный электрон. Следовательно, половина уровней в этой зоне не заняты. Поэтому валентные электроны перемещаются от одного свободного уровня данной зоны к другому, двигаясь между атомными остовами — положительными ядрами атомов, отчасти заэкранированными электронными оболочками 15 литий электропроводен, это металл. Твердые вещества, такие как алмаз, имеют энергетический спектр с полностью занятыми уровнями валентной зоны, отделенной от зоны проводимости широкой запрещенной зоны. Это изоляторы. Но если ширина запре- [c.104]

Энергетический спектр электронов в твердом теле представляет совокупность разрешенных зон, между которыми находятся запрещенные зоны. Если верхняя разрешенная зона занята лишь частично, то электроны имеют возможность свободно двигаться по кристаллу и совокупность их подобна электронному газу. У щелочных металлов, например, внешняя х-зона заполнена наполовину (рис. IV. 10, а). У щелочноземельных элементов число состояний во внешней х-зоне совпадает с числом валентных электронов (по два от каждого атома), так что эта зона должна была бы заполниться целиком. Однако в кристалле наружные х- и р-зоны перекрываются объединенная 8—р-зона занята лишь частично (рис. IV.10, б) и кристалл является металлом. [c.178]

Связь структурного фактора с электронными свойствами металлов. Одним из физических свойств металлов, непосредственно связанных с ближним порядком и энергией взаимодействия частиц, является электропроводность. Развитие квантовой теории твердого тела привело к выводу, что электропроводность жидких металлов можно вычислить теоретически по экспериментальным данным для структурного фактора а(5), задавая Фурье-образ потенциальной энергии взаимодействия электронов с атомами расплава. Основная идея, на которой базируются расчеты электропроводности, состоит в том, что рассеяние электронов проводимости жидкого металла описывается структурным фактором, аналогичным для рентгеновского излучения или нейтронов. Заметим, что структурный фактор рассеяния электронов проводимости ограничен значениями 5, которые для одновалентных металлов находятся слева от первого максимума а 8), а для двух (и более) валентных металлов —справа от него. В то же время, по данным рассеяния медленных нейтронов и рентгеновских лучей длиной волны X = 0,5—0,7 А, структурный фактор определяется до 5 = 15—20 А"1. Выясним, чем же обусловлено такое различие а(5). По современным представлениям, электроны проводимости металла нельзя рассматривать как свободные. Их движение в кристалле модулировано периодическим силовым полем решетки. Непрерывный энергетический спектр свободных электронов в -пространстве распадается на зоны разрешенных энергий — зоны Бриллюэна, разделенные интервалами энергий, запрещенными для электронов. На шкале энергий Е к) зоны Бриллюэна изображают графически в виде полос разрешенных значений энергии и разрывов между ними (рис. 2,13). В трехмерном/г-пространстве они имеют вид многогранников, форма которых определяется симметрией кристаллических решеток, а размеры — параметрами решетки. Для гранецентрированной кубической решетки первая зона Бриллюэна представляет собой октаэдр, а для объемно-центрированной решетки — кубический додекаэдр. [c.52]

В основе поглощения световых квантов твердым телом лежат два механизма. Во-первых, энергия фотона может быть израсходована на то, чтобы увеличить энергию электрона. Это взаимодействие фотонов с электронами определяется структурой энергетического спектра электронов в твердом теле. Во-вторых, фотоны могут возбудить колебания решетки, т. е. взаимодействовать с фононами. Эти процессы дают информацию о характере химической связи в кристалле, об эффективных зарядах атомов и о характерных частотах колебаний решетки. [c.179]

Кристаллы, содержащие огромное количество атомов ( 1023), на первый взгляд кажутся намного сложнее подавляющего большинства молекул — систем из сравнительно небольшого числа атомов. Тем не менее зонная теория твердых тел достигла существенного прогресса уже в то время, когда в квантовой химии из-за отсутствия ЭВМ ограничивались применением для молекул лишь простейших полуэмпирических схем типа простого метода Хюккеля. В основе зонной теории с самого начала ее развития лежал учет периодичности структуры кристаллов (трансляционной симметрии), которая накладывает на электронные волновые функции существенно больше ограничений, чем точечная симметрия, присущая молекулам. Учет трансляционной симметрии позволяет еще до проведения конкретного расчета выявить фундаментальные свойства электронного энергетического спектра кристалла, в частности его зонный характер. Такой учет также дает возможность существенно понизить порядок решаемых уравнений и вместо 10 атомов рассматривать лишь примитивную ячейку кристалла, содержащую в большинстве слутаев всего несколько атомов. [c.7]

Заканчивая обсуждение результатов, полученных для кристалла КС1 на основе модели КРЭЯ в рамках сравнительно простых расчетных схем теории молекул, мы констатируем следующее получаемые в таких расчетах оценки могут считаться достаточно надежными для состояний валентной зоны и дна зоны проводимости. Вместе с тем рассматриваемый подход намного проще в практической реализации, чем традиционные зонные схемы. Это преимущество особенно существенно, если исследуются ряд однотипных соединений и выявляются закономерности в изменении основных характеристик электронного энергетического спектра кристалла в зависимости от того, какие атомы входят в его состав. Проде.монстрируем это на примере фторидов и хлоридов щелочных металлов с ГЦК решеткой типа Na l. [c.221]

Электронная структура аморфных веществ, как и отдельных молекул, представляет собой набор дискретных уровней, разделенных высокими потенциальными барьерами. Близкие энергетические состояния валентных электронов разобщены, так как геометрия волноводов — неодинаковые длины и углы межатомных связей, обусловленные непериодичноотью структуры — препятствует распространению электронных волн за границы каждой данной межатомной связи. Но поскольку аморфные вещества, как и кристаллы, обладают множеством близких энергетических состояний валентных электронов, электронные энергетические спектры твердых тел непериодического строения похожи в некоторых отношениях на энергетические спектры кристаллов. < [c.99]

Большинство неметаллических катализаторов обладает полупроводниковыми свойствами, поэтому заманчиво использовать это их свойство в качестве ключа к раскрытию природы активности. Такая возможность связана со способностью полупроводника обмениваться зарядом с адсорбированной частицей, принимая или отдавая электрон. Согласно существующей теории, центром хемосорбции (активным центром) является свободный электрон (или дырка ) полупроводника. Адсорбированные атомы или молекулы рассматриваются как примеси, нарушающие строго периодическую структуру решетки. В энергетическом спектре кристалла они могут быть изображены локальными уровнями, расположенными в запрещенной зоне полупроводника (см. гл. V). Разные частицы занимают различные уровни в запрещенной зоне. Если реагирующая частица занимает уровень, расположенный ближе к зоне проводимости, т. е. уровень адсорбированной частицы находится выше уровня Ферми на поверхности, то все хемосорбционные частицы являются донорами электронов. Если же уровень адсорбированной частицы ниже уровня Ферми, она является акцептором электронов. Таким образом, адсорбционная способность и каталитическая активность поверхности полупроводника определяются взаимным расположением локального уровня адсорбированрой частицы и по,ложением уровня Ферми на поверхности. Реакция называется акцепторной, если скорость 472 [c.472]

Э. X. Е н II ке е в (Институт физической химии АН СССР, Москва). Из доклада В. Ф. Киселева следует, что не только ири хемосорбции (что давно установлено и считается ее характерным признаком), но и при физической адсорбции происходят сильные изменения в электронно-энергетическом спектре поверхности полупроводника. Принимается, что при слабой хемосорбции, когда, например, электрон адсорбированной частицы сильно затянут в кристалле, но еще не стал свободным, чтобы изменить электропроводность кристалла, последняя все-таки может измениться из-за электростатического взаимодействия образовавшегося большого диполя с соседними дефектами. Подобное высказывание ранее было сделано Ржановым [1] для объяснения влияния, как он полагал, физически адсорбированных молекул воды на некоторые электрофизические параметры поверхностных дефектов. В сообщении В. Ф. Киселева эта мысль подтверждена привлечением идеи Волькенштейна [2] о возможности образования больших дипольных моментов при слабой хемосорбции. Принятый механизм изменения проводимости перенесен на неспецифическую адсорбцию, когда дипольные моменты невелики (плечо диполя порядка размера адатома). [c.102]

Скорость реакции дегидриро>вания спирта изменяется в зависимости от ширины запрещенной зоны. Чем больше ее величина в энергетическом спектре кристалла, тем ниже скорость реакции. Другим фактором, влияющим на каталитические окислительно-восстановительные реакции, является число электронов в (1- и з-оболочках атомов. Наименьшая активность наблюдается для систем, в которых металлы содержат 10 электронав, полностью заполняющих (1-зону. Так же иизка активность веществ, у атомов которых в этой зоне нет ни одного электрона или имеется пять электро(Нов. Максимум активности принадлежит веществам, содержащим атомы с тремя или семью о[-электро-нами. Нрочно сть и тип химической связи молекул, хемо-сорбированных на поверхности катализаторов, как мы объясняли, определяются характером электронного строения атомов твердого тела, с которым эти молекулы вступают во взаимодействие. Следовательно, реакционная способность хемосорбированпых мо,лекул зависит от числа электронов в с1-оболочках атомов, что в конечном итоге определяет каталитическую активность твердого тела. [c.99]

В современных взглядах на люминесценцию модельные представления о механизме свечения основаны преимущественно на случаях возбуждения светом. С изрест-ными поправками они могут быть распространены и на все остальные виды люминесценции. В основе всех моделей для кристаллолюминофоров лежит картина зонального распределения энергетического спектра кристалла, обусловленная существованием в нём периодического потенциального поля. В идеальном кристалле все атомы решётки кооперируют друг с другом. В результате взаимодействия с соседями энергетические уровни валентных электронов каждого атома расщеплены на соответствующее число подуровней. Последние энергетически расположены близко друг к другу и дают начало как бы непрерывным полосам разрешённых энергий. Вероятность распределения в них имеет периодический характер и ведёт к конечной вероятности нахождения электрона в любой точке решётки. Эти полосы разделены друг от друга областями запрещённых энергий, что придаёт энергетическому спектру кристалла зональный характер. [c.276]

Энергетические переходы в кристалле, дающие начало люминесцентному излучению, связаны с изменением состояния валентных электронов. Для модельного представления о люминесцентном процессе в кристаллолюминофорах достаточно рассмотреть поэтому только ту часть энергетического спектра кристалла, которая охватывает эти состояния. Электроны более глубоких внутренних оболочек, непосредственно связанные с материнским атомол , принимают участие в люминесценции только обособленного класса соединений. Относящиеся сюда явления будут рассмотрены отдельно, [c.277]

Помимо редких земель, из других металлов-активаторов, излучение которых протекает со слабым участием энергетического спектра кристалла, необходимо указать ещё церий, хром и марганец. Они наиболее часто применяются в качестве активаторов в технических люминофорах. Хотя церий по существу должен быть отнесён к редким землям, но по харак- 1 теру излучения (и поглощения) занимает особое место. Энергетические уровни его в состоянии возбужде-= ния расположены на периферии иона и подвержены таким образом активному влиянию решётки [27, 89, 99]. Поведение хрома в люминофорах исследовано преимущественно Дейч-бейном [63, 62, 61, 65]. В решётке корунда (А12О3) излучение можно рассматривать как обязанное основным состояниям трёхвалентного иона хрома, расщеплённым под влиянием поля решётки. Положение с марганцем несколько сложнее. Несмотря на сходство данного металла с хромом, которое обнаруживается по ряду оптических свойств и электронной конфигурации обоих металлов, механизм поглощения и излучения марганца не может быть интерпретирован с той же определённостью. [c.294]

Будем предполагать для определенности, что атомы активатора являются донорами (изображаются донорными локальными уровнями в энергетическом спектре кристалла). Все дальнейшее может быть легко обобщено на случай, когда атомы активатора являются акцепторами. Обозначим через АЬ нейтральный атом активатора через еЬ и рЬ — соответственно свободный электрон и свободную дырку в решетке через АрЬ — ионизованный атом активатора (атом активатора с локализованной на нем дьфкой) здесь Ь —символ решетки. [c.181]

Специального рассмотрения требует вопрос о том, как для конкретной КРЭЯ связать каждую из получающихся МО с каким-либо неприводимым представлением группы трансляций и установить, таким образом, какому уровню п(к) в энергетическом спектре кристалла соответствуют связанные с МО одно-электронные энергии квазимолекулы Ет. При установлении такой связи необходимо учитывать степень вырождения каждого уровня, зависящую от числа векторов звезды волнового вектора, а также свойства симметри блоховских функций, связанные с группой волнового вектора (см. 1,8), [c.174]

Одноэлектронное приближение (напомним, что мы пока не учитываем взаимодействие между электронами) идейно очень просто и позволяет в принципе выяснить структуру электронного энергетического спектра и характер квантовых состояний электронов. Основным результатом этого рассмотрения, несомненно, является введение квазиимпульса. Однако непосредственный расчет закона дисперсии и волновых функций связан с большими вычислительными трудностями, которые удается преодолеть лишь при весьма специальных предположениях (сильная связь, почти свободные электроны и т. п.). Выяснение квантовых состояний электронов в решетке и их энергетического спектра, по сути дела, является не завершением электронной теории металлов, а только ее началом — обоснованием. При решении конкретных задач теории металлов оказывается необходимым проанализировать движение электрона во внешних по отношению к кристаллу полях, в частности во внешнем магнитном поле. Точное решение уравнения Шредингера в этом случае уже не только невозмолаю практически, но в большинстве случаев не удается даже описать квантовое состояние электрона, на который кроме периодической силы со стороны ионов решетки действует и внешняя апериодическая сила. Возможность продвижения в исследовании свойств электронов проводимости Основана на том уже упоминавшемся нами обстоятельстве, что внешние поля по своей сути всегда слабы и плавны и допускают квазиклассический подход. [c.14]

Зависимость теплопроводности и термоэлектрических коэффициентов от магнитного поля часто называют термомагнитными явлениями. Их, как и гальваномагнитные, можно разделить на поперечные и продольные, на четные и нечетные. Последние аналогичны эффекту Холла. Исходя из соображений симметрии, можно построить зависимость термомагнитных коэффициентов от слабого магнитного поля в виде разложения их по степеням магнитного поля. Число независимых компонент у возникающих при этом тензоров (коэффициентов пропорциональности) определяется классом симметрии кристалла. Традиционрю (правда, в большинстве случаев на полупроводниках) термомагнитные исследования используются для выяснения механизмов рассеяния носителей заряда. По-видимому, еще нет работ, использующих обсуждаемые свойства металлов для определения параметров электронного энергетического спектра. [c.261]

На рис. 42 представлены спектры, которые были полу-чены спектрографированием отдельных кристаллов 2п5 и 2п8 — Си-кристаллофосфора при помощи ультрафиолетового микроскопа. Мы видим, что эти спектры существенно отличаются друг от друга. В спектре чистого сульфида цинка фундаментальная полоса поглощения, не доходя до длин волн видимого света, круто спадает (рис. 42,а). В спектрах же кристаллофосфора, содержащего 0,01 и 0,1% меди, она наращивается, начиная с места обрыва, продолжается в области длинных волн и захватывает синий и зеленый участки спектра видимого излучения (рис. 42, б). Чистый сульфид цинка, в спектре поглощения которого нет волн видимого света, не люминесцирует. Полученный же на его основе твердый раствор, содержащий наряду с атомами цинка некоторое количество атомов меди, распределенных случайным образом среди атомов серы, спектр которых захватывает волны синего и зеленого света, представляет собой кристаллофосфор, испускающий сине-зеленое излучение, хотя и несколько более длинных волн. Ясно, что последний имеет и ную электронную конфигурацию, чем чистый сульфид цинка, а отсюда и иной энергетический спектр. [c.123]

Возбуждение электрона в зону проводимости, отвечающее полной ионизации, приводит к возникновению свободных электрона и дырки, способных независимо двигаться под действием приложенного поля. Существует и другая возбужденная конфигурация (экситон — см. главы П, V) с более низкой энергией, с которой электрон и дырка движутся как связанные нейтральные образования. Экситон Френкеля (см. гл. II) совершенно аналогичен позитронию (связанной позитрон-электронной паре) и энергетические уровни этого экситона, так же как и позитрония, задаются боровской моделью атома водорода с заменой массы свободного электрона на приведенную массу т . Далее, так как экситон существует в кристалле, а не в вакууме, кулоновское взаимодействие ослабляется за счет диэлектрической проницаемости. Поэтому энергетический спектр экситона (рис. 174) задается выражением [8, 41 [c.421]

Отметим, что в учебной литературе долгое время говорили, да и говорят по настоящее время о наличии особого типа химической связи, названного металлической связью, в качестве характерной черты которой выделяли образование своего рода электронного газа в поле ионных остовов образующих металл атомов. Однако, образование зон и участков почти сплошного энергетического спектра у подсистем электронов в кристаллах характерно и для диэлектриков, и для полупроводников. Отличительной чертой металлов является лишь частичное заполнение верхней зоны, так назьшаемой зоны проводимости, приводящее к тому, что даже слабое воздействие на систему внешнего электрического поля вызывает заметное перераспределение электронной плотности, ее смещение под влиянием поля [c.482]