Термодинамика электронов проводимости

ТЕРМОДИНАМИКА ЭЛЕКТРОНОВ ПРОВОДИМОСТИ [c.119]

Термодинамика электронов проводимости [c.119]

Знание закона дисперсии, а следовательно, и плотности электронных СОСТОЯНИЙ ( 3) позволяет построить термодинамику электронов проводимости. [c.119]

ТЕРМОДИНАМИКА ЭЛЕКТРОНОВ ПРОВОДИМОСТИ, 121 [c.121]

Основная идея термодинамики Гиббса состоит в том, что поверхностная область представляется в виде отдельной фазы, которая обладает своими термодинамическими параметрами, отличными от объемных параметров в обеих фазах. Квантово-статистические исследования рассматривают поверхностный слой как область между двумя фазами, в которой любые термодинамические или какие-либо другие величины изменяются непрерывно на протяжении всего поверхностного слоя, оставаясь постоянными в глубине контактирующих друг с другом фаз. В квантово-статистических представлениях в качестве основной переменной, определяющей поверхностные свойства, выступает плотность свободных электронов металла, распределение которой вблизи поверхности металла неоднородно. Более того, часть электронного облака выступает за пределы поверхности металла, участвуя во взаимодействиях с контактирующей средой. В подобной ситуации трудно себе представить, что электроны проводимости металла ие дадут заметного вклада в свойства границы металл жидкость. Чтобы [c.296]

Ранее мы говорили, что электроны (проводимости) и дырки можно рассматривать, как дефекты твердого тела, в этой и последующих главах широко используется теория химического равновесия, в которой электроны и дырки выступают как химические единицы. Представление об электронах и дырках как химических единицах неприменимо к металлам, где концентрации этих частиц имеют тот же порядок, что и число атомов и не зависят ни от присутствия, ни от концентрации дефектов в кристалле. В диэлектриках и полупроводниках, однако, концентрации электронов и дырок обычно зависят от присутствия дефектов, и они меньше концентрации атомов самого кристалла. В таких веществах вполне допустимо рассматривать электроны и дырки как химические единицы. Согласно законам термодинамики, химический потенциал нейтрального -го компонента определяется выражением [c.89]

Число свободных электронов и дырок в полупроводнике может быть найдено с использованием статистики Ферми — Дирака. Равновесные концентрации свободных носителей заряда зависят от положения уровня Ферми. Уровень Ферми для металлов, как известно, равен энергии верхнего заполненного уровня при абсолютном нуле. С позиций статистической термодинамики уровень Ферми — это парциальная мольная свободная энергия, или, другими словами, химический потенциал электронов. При условии, что эффективные массы электронов (гПп) и дырки (гпр) в кристалле равны, при Т — О уровень Ферми в полупроводнике с собственной проводимостью проходит точно по середине запрещенной зоны. Обычно Шр > т , тогда уровень Ферми в полупроводнике с собственной проводимостью расположен ближе к зоне проводимости и при повыщении температуры смещается вверх. Положение уровня Ферми в полупроводниках с примесной проводимостью зависит от концентрации примеси расчет этой величины сложен. [c.457]

Эта точка зрения А. Ф. Иоффе, —указывалось нами в [11], стр. И,— хотя и кажется парадоксальной, обоснована. Достаточен такой пример в одновременно вышедших фундаментальных трудах ([1], стр. 447 и 12], стр. 83) даны значения ширины запрещенной зоны карбида кремния АЕ = 3,5 эв и соответственно 1,5 эв без комментариев и оговорок, без указания, какое же значение соответствует теоретическим ожиданиям. Надо полагать, что физическая теория полупроводников перед авторами [1] и [21 таких возможностей не открывала... И далее Физическая химия полупроводников открывает в этом направлении перспективные пути. Предвычисление свойств фаз на ее основе имеет самостоятельное значение, позволяя устанавливать зависимости между величиной свойств фазы, с одной стороны, и ее составом, строением и термодинамическими условиями синтеза — с другой [11 (1964). В соответствии с требованием классической термодинамики эндотермический процесс переброски электронов в зону проводимости должен облегчаться с повышением температуры и сама ширина запрещенной зоны с температурой уменьшаться. Очень часто такая картина и наблюдается (см. VIИ.2— VIП.З). Для таких случаев проблема связи между энергией атомизации и шириной запрещенной зоны решается с физико-химических позиций довольно однозначно, как это будет показано ниже. [c.529]

Понятие Т., сформулированное для равновесного состояния системы в целом, используется и для характеристики локального термодинамич. равновесия, еслн система в целом неравновесна и ее Т. рассматривается как непрерывная ф-ция координат и времени. При локальном термодинамич. равновесии малые элементы объема приближенно рассматриваются как равновесные, обладающие каждый своей Т., и учитьтается обмен энергией (энтропией) между ними. Локальное термодинамич. равновесие-одно из осн. понятий термодинамики необратимых процессов. В ряде физ. задач неравновесная система м.б. разбита на подсистемы, в к-рых время установления термич. равновесия много меньше времени достижения равновесия системой в целом. Подобная ситуация м. б. охарактеризована тем, что каждой из подсистем соотносится своя Т., отличная от Т. других подсистем. Напр., в полухфоводниках Т. электронов проводимости в сильном электрич. поле много выше Т. решетки в плазме отдельно рассматривают Т. электронов и Т. ионов. [c.519]

Принцип построения книги следующий. После рассмотрения структуры электронного энергетического спектра в первой части излагается механика (классическая и квантовая) электрона проводимости. Вторая часть посвящена статистической термодинамике электронного газа выясняются тепловые и магнитные свойства металлов в равновесных услоьиях. В третьей части исследуются кинетические свойства, причем главное внимание уделено гальваномагнитным явлениям. В четвертой асти изучаются высокочастотные, в частности, резонансные явления. [c.26]

Исследования относятся в основном к физ. химии. Совм. с П. Г. Меликишвили нашел (1889), что пероксидные неорг. соед. и надкисло-ты содержат группировку атомов кислорода, характерную для пероксида водорода, установил (1897) строение пероксидов металлов и показал (1902) зависимость устойчивости надкислот и их солей в пределах одной группы периодической системы от ат. м. образующих элем. Изучал (1903—1914) влияние р-рителя на константы равновесия и свободные энергии ионных р-ций. Установил (1905) правило постоянства предела произведения молярной электропроводности на вязкость, обнаружил (1912) зависимость термодинамики р-ций в р-рах от способности реагирующих в-в к образованию сольватов. Создал основы электронной теории окисл.-восстановит. р-ций. Предложил (1916) теорию гальванического элем., учитывающую термодинамическое равновесие между ионами и электронами в металле и между ионами в металле и их сольватами в р-ре и объяснившую происхождение электродных потенциалов и природу электролитической упругости р-рения металлов. Создал электронную теорию катализа. Ввел представление о роли электронов проводимости при взаимодействии кристалла тв. катализатора как единого целого с молекулой реагента. Изучил влияние различных факторов на каталитическую активность металлов. В учебнике Введение в химию (1926) впервые изложил весь материал химии с позиции электронной теории строения атомов и молекул. [c.348]

До недавнего времени электрохимическая термодинамика ограничивалась рассмотрением гальванических элементов с электролитами ионной проводимости. Рас шйрение теории на системы с электролитами смешанной проводимости (ионной и электронно-дырочной), как этого требовала практика, было впервые чыполнено К. Вагнером. Разработанная им теория основана на допущениях,. имеющих частный характер, что, по-видимому, вы зывает ее несоответствие с некоторыми экспериментами. Эти особенности теории Вагнера стимулировали пересмотр методов трактовки гальванических элементок и создание теории, основанной на более общих принципах. Книга посвящена исследованию гальванических элемен тов с электролитами произвольной проводимости методами термодинамики необратимых процессов. [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология