Электронное строение металлов, полупроводников и изоляторов

Полупроводниками называются вещества, занимающие по электропроводимости промежуточное положение между проводниками и изоляторами (диэлектриками). В настоящее время в полупроводниковых приборах и аппаратах применяются главным образом три полупроводниковых элемента — германий, кремний и селен. Эти элементы, как и все проводники — металлы, имеют кристаллическую структуру, но в строении их кристаллических решеток имеется существенная разница. У проводников кристаллические решетки состоят главным образам из атомов, потерявших один электрон. [c.24]

Электронное строение металлов, изоляторов и полупроводников 513 [c.513]

Электронное строение металлов, полупроводников и изоляторов. Электронные системы атомов, образующих твердое тело, более или менее сильно влияют друг на друга. Общие квантовые законы, которым подчиняются электроны з атоме, однако, сохраняют свое значение и по отнощению к твердым телам. [c.152]

Электронное строение металлов, полупроводников и изоляторов. Электронные системы атомов, образующих твердое тело, более или менее сильно влияют друг на друга. Общие квантовые законы, которым подчиняются электроны в атоме, однако, сохраняют свое значение и по отношению к твердым телам. Подобно тому как в атоме электроны размещаются по отдельным уровням, в твердом теле существует набор тесно расположенные энергетических уровней и на каждом из них находится не более двух электронов. При сближении двух атомов водорода, как известно, каждый энергетический уровень расщепляется на два. То же произойдет и при сближении двух других атомов. Если мы возьмем не два, а N атомов, то каждый энергетический уровень расщепляется на N подуровней. По принципу Паули на данном уровне может находиться не более двух электронов. Значит, из N уровней N 2 будут заполнены, а N 2 — свободными. Занятые и вакантные уровни показаны на рис. 40, Увеличение числа уровней, вызываемое сближением атомов, приводит к тому, что образуются полосы, отвечающие 5-, /7-электронам и т. д. Ширина полосы, включающей эти (невыраженные) уровни, не зависит от числа уровней, и поэтому при сближении многих атомов соседние уровни расположатся очень тесно, получится так называемая зона. Различие в энергии соседних уровней имеет порядок 10 эВ. [c.226]

Электронное строение металлов, изоляторов а полупроводников 531 [c.531]

Физические и химические свойства металлов. Электронное строение металлов, изоляторов и полупроводников. Металлы обладают рядом общих свойств, к общим физическим свойствам металлов относятся их высокая электропроводность, высокая теплопроводность, пластичность, т. е. способность подвергаться деформации при обычных и при повышенных температурах, не разрушаясь. Пластичность металлов имеет очень большое практическое значение. Благодаря этому свойству металлы поддаются ковке, прокатке, вытягиванию в проволоку (волочению), штамповке. Металлам присущ также металлический блеск, обусловленный их способностью хорошо отражать свет и непрозрачностью . [c.524]

В настоящее время различия в электрической проводимости металлов, полупроводников и изоляторов объясняют на основе квантовой теории строения кристаллических веществ или так называемой теории энергетических зон. Сущность ее состоит в следующем. Электроны ближайших к ядру энергетических уровней атомов полностью насыщают эти уровни, находятся в устойчивых состояниях и образуют так называемую заполненную валентную зону. Электрическая проводимость и теплопроводность вещества не связаны с электронами этой зоны. В электрической проводимости могут участвовать только электроны ненасыщенных энергетических уровней. При этом полосы основных и возбужденных (периферических) энергетических уровней разделяются промежуточными свободными полосами, которые не имеют возможных для электрона квантовых состояний. Эту энергетическую зону, промежуточную между зонами основных и возбужденных уровней, называют запрещенной зоной. [c.265]

Пример барометр не так далек от науки, как это может показаться на первый взгляд. Предсказания часто делаются на основе не очень надежных или даже явно ошибочных теорий. Хотя эффективные предсказания, конечно, подтверждают теорию, недостаточность ее для объяснения обнаруживается в свете более общих концепций. Примером является теория свободных электронов, которая с успехом предсказывает многие факты, относящиеся к металлам, полупроводникам и изоляторам. Однако эта теория плохо согласуется с общей теорией строения вещества, основанной на квантовой механике. Для адекватного объяснения свойств твердого тела она должна быть заменена более точной картиной [c.82]

Особенностью зонной теории является учет влияния периодического характера потенциального поля кристалла на энергию электронов. Периодический характер потенциального поля в кристаллической решетке ведет к полосному строению энергетического спектра электронов в решетке. Полосы дозволенных значений энергии разделены зонами запрещенных значений. Электроны заполняют все уровни начиная с низшего. При абсолютном нуле у изоляторов и полупроводников часть полос полностью заполнена, а другая часть совершенно пуста. Металлы характеризуются наличием незаполненных полос и малой шириной зон запрещенных [c.203]

И)0. Физические и химические свойства металлов. Электронное строение металлов, изоляторов и полупроводников. Металлы облагают рядом общих снонств, к общим физическим свойствам ме-игтлов относятся их высокая электропроводность, высокая тепло- [c.530]

Физические и химические свойства металлов. Электронное строение металлов, изоляторов и полупроводников. Металлы обладают рядом общих свойств, к общим физическим свойствам ме талловвотносятся их высокая электропроводность, высокая тепло- проводБость, пластичность, т. е. способность подвергаться деформации при обычных и при повышенных температурах, не разрушаясь. Пластичность металлов имеет очень большое практическое значение. Благодаря этому свойству металлы поддаются ковке, прокатке, вытягиванию в проволоку (волочению), штамповке. Металлам присущи также металлический блеск, обусловленный их способностью хорошо отражать свет, и непрозрачность , В табл. 29 приведены значения удельного электрического сопротивления и теплопроводности некоторых металлов. Для сравнения в ней даны сведения для двух неметаллов. [c.530]

Мультшшетная теория катализа, рассматривая взаимоотношения молекул разного строения с группами атомов поверхности, практически не учитывает влияния свойств объема катализатора на свойства его поверхности. Твердое тело — коллективное электронное хозяйство. Адсорбция веществ на новерхпости металлов, полупроводников и изоляторов изменяет расшределение электронов в твердом теле, а в основе каждой химической -связи лежит электронное взаимодействие. Существует следуют,а я классификация химических связей [c.82]

Структура энергетич. зон в кристалле Г., определяемая строением его атома и взаимодействием между соседними атомами в кристаллич. решетке, являеюя характерной для типичного полупроводника. Она отличается тем, что между основной зоной, т. е. зоной тех наинизших энергетич. уровней, к-рые заполняются валентными электронами при темп-ре абс. нуля, и зопой проводимости, т. е. зоной уровней возбуждения, на к-рую электроны могут переходить только, если им бу.дет сообщена дополнительная энергия, существует запрещенная зона, т. е. энергетич. разрыв. Ширина запрещенной зоны Г. 0,72 эв этот разрыв у металлов отсутствует, а у изоляторов много больше (> 2 ав). Уд. электрич. сопротивление Г. при комнатной темн-ре 60 ом см. Эта величина уд. сопротивления достигается при глубокой очистке Г. от примесей и соответствует его собственному сопротивлению. Содержание примесей в таком Г. < 10 %. Примеси сообщают Г. т. наз. примесную проводимость электронного (примеси элементов 5 группы периодич. системы— As, Sb, Р) или дырочного (примеси 3 группы— Ga, Al, In) типа. С увеличением темп-ры уд. сопро-тивлегше чистого Г. понижается. Подвижность носителей зарядов в Г. (при 25°) для электронов 3600 180 см /в сек и для дырок 1700 30 см /в сек собственная концентрация носителей зарядов 2,5 1013 20°). Коэфф. преломления Г. 3,92 при [c.430]

Окислы металлов обычно относят к классу полупроводников и их электропроводность лежит между электропроводностью изоляторов и металлических проводников. Проводимость окислов возрастает при небольшом отклонении от стехиометрического соотношения между металлом и кислородом в окисле и с увеличением температуры. Существуют два типа пол у проводящих окислов р и п (р — переносчик положительного электричества, п — переносчик отрицательного электричества). У типа р отклонение от стехиометрического состава проявляется в виде отсутствия определенного количества ионов металла в кристаллической решетке окисла. Оставшиеся незаполненными узлы решетки называются катионными вакансиями и обозначаются . Для поддержания окисла в электронейтральиом состоянии в нем образуется эквивалентное количество положительных дырок 0, т. е. мест с недостачей электронов. Ион двухвалентной меди Си в решетке окисла СпзО служит примером положительных дырок. К окислам типа р относятся СидО, N 0, РеО, СоО, В120з и Сг О . Строение кристаллической решетки СпаО показано на рис. 67. При окислении Си на наружной поверхности раздела Оа — окисел образуются катионные вакансии и положительные дырки. В дальнейшем они мигрируют к поверхности металла этот процесс сопровождается эквивалентной миграцией в обратном направлении ионов Си и электронов, [c.154]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология