Енергетичні спектри в металах, діелектриках і напівпровідниках

Провідники – це речовини, що добре проводять електричний струм. Провідниками є метали. У них існує зона провідності. До того ж у провідників відсутня заборонена зона, оскільки сусідні дозволені зони перекриваються. Спрощену структуру енергетичних зон провідника наведено на рис. 4.22.а. Зону провідності заштриховано горизонтальними лініями. Попередню, розташовану нижче цілком заповнену зону, заштриховано похилими лініями.

Діелектрики – речовини, що не проводять електричний струм. На рис. 4.22.б зображена схема енергетичних зон. Тут усе дуже просто. Валентна зона цілком зайнята, а до наступної зони так далеко ( > 3 еВ), що туди електронові практично не дістатися. Тому верхня зона, позбавлена електронів, не може стати зоною провідності. Отже, маємо діелектрик.

Напівпровідники – речовини, здатні проводити електричний струм, але набагато гірше, ніж метали. У напівпровідників валентна зона цілком зайнята, а можлива зона провідності при порожня, як і в діелектриків. Проте ширина забороненої зони набагато менша, ніж у діелектриків. На рис. 4.22.в зображено схему енергетичних зон для власного напівпровідника. При ширині забороненої зони навіть теплової енергії досить для переходу в зону провідності.

Вузька заборонена зона – не єдина відмінність енергетичного спектра напівпровідника від енергетичного спектра діелектрика. У напівпровідниках істотну роль відіграють домішки. Кожний чужий атом спотворює правильне періодичне поле ідеального кристала, і це призводить до появи додаткових «домішкових» енергетичних рівнів, розміщених у забороненій зоні. Тепер електрону не обов’язково одним стрибком потрапляти з валентної зони в зону провідності, а можна поступово підніматися по такій «енергетичній драбині». При цьому в зону провідності можна легко ввести ще кілька електронів, забезпечивши додаткову домішкову провідність (рис. 4.22.г).

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.