Электронная проводимость неметаллических кристаллов. Электронные дефекты

Электронная проводимость неметаллических кристаллов. Электронные дефекты [c.28]

Первый тип электронных дефектов в неметаллических кристаллах возникает, если энергия электрона по каким-либо причинам лежит внутри зоны проводимости, которая в идеальном кристалле должна быть пустой (такое состояние электрона аналогично возбужденному состоянию электронов в изолированном атоме, когда его энергия соответствует следующему после основного квантовому уровню). Поскольку большинство разрешенных уровней в зоне проводимости остается свободным, возбужденный электрон, изменяя свою энергию в пределах зоны проводимости, может перемещаться по кристаллу, принимая участие в электропроводности. Именно благодаря этому обстоятельству низшая разрешенная зона, не занятая в основном состоянии кристалла, и называется зоной проводимости, а электроны, энергетические уровни которых лежат в зоне проводимости,— электронами проводимости. Мы будем обозначать их символом е знак минус указывает на их отрицательный эффективный заряд. [c.29]

Рассмотрим теперь электронные дефекты в неметаллических кристаллах — электроны проводимости и дырки. Как уже отмечалось, механизм их движения по кристаллу в разных случаях может описываться двумя приближениями. [c.62]

В настоящей главе рассматриваются кристаллы полупроводников или изоляторов — простых веществ или химических соединений с неметаллическим характером энергетического спектра электронов, в основном состоянии которых валентная зона полностью занята, а зона проводимости пуста. Будем рассматривать главным образом кристаллы с преобладающей ковалентной связью, в которых атомные дефекты в их основном состоянии электронейтральны [46—48]. [c.101]

В чистых металлах (особенно при низких температурах) теплопроводность объясняется главным образом наличием свободных электронов проводимости, т. е. электронов, слабо связанных с атомами и поэтому способных легко перемещаться по кристаллической решетке, передавая тепловую энергию. В неметаллических кристаллах и некоторых интерметаллических соединениях теплопроводность объясняется в основном наличием механического взаимодействия между молекулами. Для одиночных кристаллов при весьма низких температурах этот механизм передачи тепла может оказаться очень эффективным, причем теплопроводность кристаллов может быть равной и даже превосходить теплопроводность в чистых металлах. Дефекты кристаллической решетки создают препятствия для передачи тепла. Поэтому естественно то обстоятельство, что диэлектрики с неупорядоченной структурой, такие, как стекло и пластмассы-полимеры, являются наихудшими из твердь1х тел проводниками тепла. [c.381]

Стекла относятся к числу наиболее важных технических материалов с аморфной структурой, поэтому их основные свойства изучены довольно подробно [34]. Транспортные процессы в стеклах, находящихся в твердом состоянии, подчиняются, в общем, тем же закономерностям, что и в неметаллических кристаллических телах. Так, при низких температурах они обычно являются изоляторами. При повышенных температурах многие стекла, особенно содержащие щелочные металлы, являются ионными проводниками в других случаях, например, в халько-генидных стеклах, наблюдается электронная проводимость полупроводникового типа. Хотя зонная теория твердых тел описывает лишь кристаллы и неприменима к аморфным телам, тем не менее принято считать, что энергетический спектр электронов в стеклах в основном подобен полупроводниковому, в частности, содержит локальные уровни донорного или акцепторного типа в запрещенной зоне, связанные с какими-то структурными особенностями, аналогичными дефектами решетки в кристаллах. [c.54]