химический каталог




Химическая связь

Автор Дж.Маррел, С.Кеттл, Дж.Теддер

из валентной зоны в зоны проводимости может быть также стимулировано светом с частотой, достаточной, чтобы покрыть энергетическую щель. Необходимое для этого условие имеет вид

hv > Ее — ?F,

где Ее — энергия дна зоны проводимости, а EF— уровень Ферми. Создаваемую таким путем проводимость называют фотопроводимостью,

I 2 3 4 5 6?

7 6 5 4 3 2 J

7 6 5 4 3 2 1

Рис. 10.15. Движение электронов последовательными скачками (пронумерованными в том порядке, как оин происходят) в направлении электрического поля.

а—почти пустая зона; б—почти заполненная зона. Случай б эквивалентен движению положительной дыркя в направлении, противоположном полю, как это показано в в.

\ /\ /\ / Si Si Si

\ А„А )

\ А А / А А А

A A X \ А А /•

А ,4 ,< /Si Si SI

Германий и кремний, для которых щели между зонами составляют примерно 60 и соответственно 100 кДж-моль-1, являются типичными полупроводниками. Проводимость кремния при 20 °С составляет приблизительно Ю-2 Ом-см-1, что лежит между значениями, типичными для изолятора (Ю-12 Ом-см~?) и металла (105 Ом-см-1). Эти вещества называют собственными полупроводниками, поскольку их проводимость — это свойство чистого элемента. По-видимому, большее значение имеют так называемые примесные полупроводники, служащие основой транзисторов.

Даже небольшое количество примеси, включенной в идеальную решетку, или дефекты решетки, такие, как неправильно расположенный атом, могут изменить структуру зон Бриллюэна. Тщательно подобранные примеси могут оказать особенно большое влияние, а это чрезвычайно важно для практических целей.

Примеси для «легирования» кремния или германия представляют собой элементы, имеющие один лишний электрон в валентной оболочке, такие, как фосфор или мышьяк, или элементы, имеющие в валентной оболочке дефицит одного электрона, такие, как галлий или индий.

Если в решетку кремния добавить фосфор, он займет место одного из атомов кремния, но внесет в систему один дополнительный электрон. Это почти так, как если бы в решетку добавили ион Si-. Поскольку валентная зона кристалла заполнена, эти дополнительные электроны должны перейти в зону проводимости. Таким образом, примесь фосфора дает проводимость я-типа. Элемент третьей группы, например галлий, будет при введении в решетку почти эквивалентен иону Si+ и, таким образом, создаст дырку в зоне проводимости, так что возникнет проводимость р-типа.

Проводимости п- и /7-типов можно различить при помощи так называемого эффекта Холла. Если перпендикулярно электрическому полю Е приложить магнитное поле Н, то как на электроны, так и на положительные дырки будут действовать силы, нормальные к плоскости Е, Н, но направления этих сил будут противоположными. Таким образом, исследуя ориентацию тока в направлении, перпендикулярном и и Е, можно определить, обусловлена проводимость электронами или дырками.

Более подробный анализ зонной структуры кремния и германия показывает, что уровни энергии, обусловленные примесями, не полностью абсорбируются в структуру зон Бриллюэна чистого кристалла. Скорее, они представляют собой локализованные примесные уровни, которые расположены или чуть выше уровня Ферми чистого кристалла (для примесей элементов третьей группы), или чуть ниже дна зоны проводимости чистого кристалла (для примесей элементов пятой группы). Это показано схематически на рис. 10.16. Именно термическое возбуждение электронов на или с этих примесных уровней обусловливает проводимость, и, следовательно, примесные полупроводники имеют такую же температурную зависимость проводимости, как и собственные полупроводники.

Химики в течение длительного времени занимались изучением свойств изолированных атомов, молекул или ионов. В настоящее время, по-видимому, наблюдается рост исследований в области химии твердого тела. Введенные в данной главе концепции, являющиеся составной частью физики твердого тела, вероятно, будут приобретать в будущем все большее значение для химии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Abrahams S. С, Robertson J. М., White J. G.t Acta Cryst., 2, 23B (1949).

2. Yakalov Y., New Scientist, 71, 478 (1976).

Теория возмущений

ПЛ. Решение уравнения Шрёдингера для возмущенных систем

В данной главе будет показано, как можно определить волновые функции и энергии сложной задачи, исходя из известных волновых функций и энергий связанной с ней более простой задачи. Этот метод известен как теория возмущений, его применимость основана на предположении, что разность между гамильтонианами сложной и более простой систем, которую будем называть гамильтонианом возмущения, лишь слабо влияет на энергии и волновые функции.

Как видно из следующих трех примеров, теория возмущений находит широкое применение в физике и химии.

Большая часть сведений о структуре и свойствах молекул получена путем изучения влияния электрических или магнитных полей на молекулярные спектры. Изменения спектров, индуцированные электрическим полем (эффект Штарка) или магнитным полем (эффект Зеемана), обычно интерпретируют при помощи теории

страница 85
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134

Скачать книгу "Химическая связь" (3.31Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
баннерные перетяжки
купить именную кружку
Buderus Logamax plus GB162 100
магадан, мкц смысловые галлюцинации купить билет

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(04.12.2016)