고체의 밴드 이론. 인형에 대한 양자 역학

이 문서에서는 어떤 고체의 밴드 이론을 설명합니다. 도시 된 바와 같이, 그것의 표현 인 이유는 어떤 물질의 구조. 유전체 및 반도체에서 다른 금속의 결과.

장미와 버튼

하루에 우리는 다양한 버튼을 몇 번 클릭 할 것인가? 심지어 그것을 셀 수 없다 와서 생각 아무도 - 해당 작업 너무 익숙해 없다. 그리고 사람이 모든 단지가 금속에 전류를 운반하는 방법을 쉽게 덕분에 가능하다고 생각하지 않습니다. 스마트 폰에 대한 조치를 언급하지 않기 위하여, 주전자 끓여, 불을 켜고 세탁기를 실행 회로를 완료하고 도체에서 전자 대신 사람들의 일을 할 수 있도록 의미합니다. 전도도 세트와 같은 현상의 설명. 가장 눈에 띄는는, 아마도, 고체의 밴드 이론이다.

아톰 주전자

고등학생 모두의 아이디어가 원자의 구조를. 양으로 하전 된 무거운 원자핵 (양성자와 중성자로 구성)의 주위에 기억은 폐에게 작은 전자를 회전 할 수 있습니다. 수 부정적인 입자는 정확히 양의 수와 같습니다. 위해 보어 독자의 스타일로 설명 할 "인형에 대한 양자 역학." 그것은 주어진 화학 소자의 핵심을 중심으로 회전 할 수있는 각각의 전자 궤도가 엄격하게 제한된다. 차례로, 각 종족은 고유의 패턴이 같은 궤도를 원자들이 있습니다. 이 때문에 과학자들은 나트륨에서 셀레늄과 비소에서 붕소를 구별 spectroscopists했다. 그러나 자연의 순수한 물질에 추가하여, 다른 조합의 무한한 수있다. 양자 역학 (인형의 경우, 기억해야 독자) 착화합물의 궤도가 교차하는 것으로, 접속을 생성 연신 변형 병합 주장한다. 품질은 유형에 따라 공유 결합 및 이온 강한 수소가, 예를 들면, 약하다.

결정 구조

고체 몸은 더 어렵습니다. 고체의 밴드 이론을 사용하는 모델의 경우, 일반적으로 완벽한 결정을. 이것은 끝없는 죄없는 것을 의미한다 - 자신의 위치에있는 각 원자, 총 비용은 제로이다. 커널 평형의 특정 위치를 중심으로 변동하지만, 전자는 전체 말할 수있다. "쉬운"하나 개 원자가 인접한 네거티브 입자 기부 방법에 따라, 유전체 또는 금속 구름 견고 소정의 전자 구조를 얻을 수있다. I는 고려할 때 신체가 제로 켈빈에있는 것을 의미하는 모든 전자가 그들의 에너지의 최소량을 점유한다고 가정되는 추가한다. 높은 온도에서, 진동의 진폭 핵으로하고, 전자는 강력하고, 따라서, 후자는 높은 점유 할 수있는 에너지 레벨을. 음의 입자 분포는 더 "느슨한"가된다. 온도는 그렇게 중요하지 않습니다 일부 문제, 그것은 중요하다, 그러나,이 현상을 설명한다.

파울리 원리와 로더

고체의 밴드 이론의 개념은 무엇 파울리 원리를 기억에만 좋은 얻을 수있다. 설탕의 가방, 다음,이 가방 많은 경우, 조건 로더가 서로에 부과합니다 - 우리는 전자가 상상합니다. 각각의 "가방"공간에서의 일어난다. 전자의 경우, 이는 주어진 상태에서 하나의 한 시스템에있을 수 있다는 것을 의미한다. 이는 파울리의 배타 원리이다. 우리가 염두에 이상적인 조건을 가지고 제로 켈빈의 온도, 무한 결정을 즉합니다. 전체 시스템은 온도, 동일한 조건에 기계적 응력 결함 전체의 모든 부분에서 동일하다.

전자 결정 영역

결정 내에 원자의 일종 복수. 물질 1 몰은 10에 스물세번째 학위 요소들을 포함한다. 얼마나 많은 두더지 킬로그램 당, 예를 들어, 소금? 그래서 당신은 심지어 아주 작은 결정이 상상도 못할 많은 원자를 포함 말할 수 있습니다. 각각의 화학 요소는 전자 궤도의 자신의 패턴을 가지고 있으며, 그들이 한 몸에 몇 가지 경우는 어떻게해야? 결국, 파울리의 배타 원리에 따라 서로 다른 상태를 차지해야합니다. 고체의 밴드 이론은 다음과 같은 방법을 제공합니다 - 전자 궤도가 다른 에너지가된다. 그들 사이의 차이는, 그들이 누를 너무 작 연속 영역을 형성하기 위해 매우 밀접하게 서로에 기대어. 따라서, 원자에있는 전자의 각 단계는 벌크 결정의 영역으로 변환된다. 고체의 밴드 이론의 요소 절연체와 도체 사이의 차이를 설명 할 수 있습니다.

영역 내에서 전자

우리는 이미 원자에서 같은 궤도 결정의 형성을 차지 전자의 많은 무슨 일이 일어나고 있는지 논의했다. 그러나 영역 내부의 행동은 우리가 꺼져 떠날 때까지. 이 금속과 비금속 사이의 차이를 결정하기 때문에이 이미 중요한 공유 할 수 있습니다. 이미 전술 한 바와 같이, 고체의 밴드 이론은 개별 원자의 내부 밴드 에너지 레벨이 다른 궤도 거의 연속적인 스펙트럼을 형성하는 것이 매우 작은 차이가 있음을 보여준다. 따라서, 전자 사이의 전위 장벽을 극복하는 것은 어렵지 않다 -이 짝수 열 충분한 것은, 자유롭게 이동한다. 그러나, 허용 된 밴드의 각은 한계가있다. 다른 사람보다 높거나 낮은 에너지 수준은 항상있다.

발랑 금지, 전도성

이러한 영역 사이에 전자가 될 수있는 더 수준이없는 에너지의 영역을 가지고있다. 그래프에서는 흰색 간격으로 나타납니다. 그리고 그녀는 밴드 갭을했다. 이 장벽 전자 있습니다 만 바보를 극복하기 위해. 그래서 그는이 에너지에 적합한 받아야합니다. 원자 이러한 유형의 전자의 존재를 허용하는 최대의 에너지를 갖는 영역은, 원자가 띠라고하고, 팔로 - 전도성.

금속 유전체

고체의 전도대 이론 전도대에 전자의 유무 물질이 전류 흐름 얼마나 쉽게 나타낸다 주장한다. 따라서 다른 금속과 유전체. 가수 오버랩 때문에 전자의 경우에는, 전도대 이미 전자를 포함한다. 수단 제외 입자는 추가적인 에너지 입력없이 전자기장의 작용에 의해 자유롭게 이동할 수있다. 따라서, 금속의 전류는 사실, 너무 쉽게 표시 - 즉시 즉시 필드로. 같은 이유로, 선재 철강, 구리, 알루미늄으로 제조된다.

재료가되는 가수 및 전도 밴드 에너지라는 유전체에 의해 분리된다. 이러한 전자는 허용 낮은 수준에 갇혀있다. 밴드 갭은 자유롭게 움직일 수있는 수준에서 대상 입자를 분리한다. 그리고 전자에보고해야 에너지는, 그것을 극복 물질을 파괴합니다. 또는 알아볼 수 없을 정도로 속성을 변경합니다. 따라서, 플라스틱 랩 전선이 녹아 화상,하지만 전기를 조회하지 않습니다.

반도체

그러나이 밴드 갭이 재료의 중간 클래스이지만, 전류 전도의 특정 조건 할. 그들은이라고합니다 - 반도체. 유전체 마찬가지로 그들은 전도 및 가전 자대 사이의 에너지 갭을 갖는다. 그러나, 일부의 노력으로 점점 극복이다. 고전 반도체는 (- 규소 라틴어) 실리콘이다. 유명한 실리콘 밸리는 이 물질의 결정의 사용을 기반으로 기술을위한 전자 장치를 만드는 것입니다 유명합니다.