что такое зона проводимости
Зона проводимости
Смотреть что такое «Зона проводимости» в других словарях:
Зона проводимости — Зона проводимости в зонной теории твёрдого тела первая из незаполненных электронами зон (диапазонов энергии, где могут находиться электроны) в полупроводниках и диэлектриках. Электроны из валентной зоны, преодолев запрещённую зону, при… … Википедия
зона проводимости — зона электропроводности — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы зона электропроводности EN… … Справочник технического переводчика
зона проводимости — laidumo juosta statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. conduction band vok. Leitfähigkeitsband, n; Leitungsband, n rus. зона проводимости, f; полоса проводимости, f pranc. bande de conductibilité, f; bande de conduction, f … Fizikos terminų žodynas
зона проводимости — laidumo juosta statusas T sritis chemija apibrėžtis Energijos lygmenų, išsidėsčiusių virš valentinės juostos, visuma. atitikmenys: angl. conduction bond rus. зона проводимости … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
зона проводимости — [zone of conductivity] область значений энергии, разрешенных для электрона в кристалле, в которой электроны могут перемещаться при некоторых внешних воздействиях (электрические и магнитные поля, градиент температуры и т.п.); Смотри также: Зона… … Энциклопедический словарь по металлургии
зона проводимости — Низшая по энергии разрешённая энергетическая зона, незаполненная или содержащая некоторое число носителей при абсолютном нуле температур … Политехнический терминологический толковый словарь
ЗОНА ПРОВОДИМОСТИ — см. в ст. Зонная теория … Большой энциклопедический политехнический словарь
зона проводимости полупроводника — зона проводимости Свободная зона полупроводника, на уровнях которой при возбуждении могут находиться электроны проводимости. [ГОСТ 22622 77] Тематики материалы полупроводниковые Синонимы зона проводимости … Справочник технического переводчика
зона проводимости в полупроводнике — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN conduction band … Справочник технического переводчика
Зона проводимости полупроводника — 76. Зона проводимости полупроводника Зона проводимости Свободная зона полупроводника, на уровнях которой при возбуждении могут находиться электроны проводимости Источник: ГОСТ 22622 77: Материалы полупроводниковые. Термины и определения основных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Зона проводимости
В металлах валентная зона перекрывается с зоной проводимости (запрещённая зона имеет формальную отрицательную ширину), поэтому в них даже при абсолютном нуле присутствуют электроны в зоне проводимости.
При уменьшении размеров системы нижняя граница зоны проводимости, как правило, смещается вверх по энергии относительно уровня Ферми.
Аналогом нижней границы зоны проводимости в молекулярных системах (кластерах) является нижняя свободная молекулярная орбиталь (НСМО), англ. lowest unoccupied molecular orbital (LUMO).
Связанные понятия
Эта статья — об энергетическом спектре квантовой системы. О распределении частиц по энергиям в излучении см. Спектр, Спектр излучения. Об энергетическом спектре сигнала см. Спектральная плотность.Энергетический спектр — набор возможных энергетических уровней квантовой системы.
Магнитосопротивление (магниторезистивный эффект) — изменение электрического сопротивления материала в магнитном поле. Впервые эффект был обнаружен в 1856 Уильямом Томсоном. В общем случае можно говорить о любом изменении тока через образец при том же приложенном напряжении и изменении магнитного поля. Все вещества в той или иной мере обладают магнетосопротивлением. Для сверхпроводников, способных без сопротивления проводить электрический ток, существует критическое магнитное поле, которое разрушает.
В химии валентными электронами называют электроны, находящиеся на внешней (валентной) оболочке атома. Валентные электроны определяют поведение химического элемента в химических реакциях. Чем меньше валентных электронов имеет элемент, тем легче он отдаёт эти электроны (проявляет свойства восстановителя) в реакциях с другими элементами. И наоборот, чем больше валентных электронов содержится в атоме химического элемента, тем легче он приобретает электроны (проявляет свойства окислителя) в химических.
Зона проводимости
Зона проводимости — в зонной теории твёрдого тела первая из незаполненных электронами зон (диапазонов энергии, где могут находиться электроны) в полупроводниках и диэлектриках. Электроны из валентной зоны, преодолев запрещённую зону, при ненулевой температуре попадают в зону проводимости и начинают участвовать в проводимости, то есть перемещаться под действием электрического поля.
В полуметаллах валентная зона перекрывается с зоной проводимости (запрещённая зона имеет формальную отрицательную ширину), поэтому в них даже при абсолютном нуле присутствуют электроны в зоне проводимости.
При уменьшении размеров системы нижняя граница зоны проводимости, как правило, смещается вверх по энергии относительно уровня Ферми.
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Зона проводимости» в других словарях:
зона проводимости — зона электропроводности — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы зона электропроводности EN… … Справочник технического переводчика
зона проводимости — laidumo juosta statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. conduction band vok. Leitfähigkeitsband, n; Leitungsband, n rus. зона проводимости, f; полоса проводимости, f pranc. bande de conductibilité, f; bande de conduction, f … Fizikos terminų žodynas
зона проводимости — laidumo juosta statusas T sritis chemija apibrėžtis Energijos lygmenų, išsidėsčiusių virš valentinės juostos, visuma. atitikmenys: angl. conduction bond rus. зона проводимости … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
зона проводимости — [zone of conductivity] область значений энергии, разрешенных для электрона в кристалле, в которой электроны могут перемещаться при некоторых внешних воздействиях (электрические и магнитные поля, градиент температуры и т.п.); Смотри также: Зона… … Энциклопедический словарь по металлургии
зона проводимости — Низшая по энергии разрешённая энергетическая зона, незаполненная или содержащая некоторое число носителей при абсолютном нуле температур … Политехнический терминологический толковый словарь
Зона проводимости — область значений энергий, разрешенных для электрона в кристалле, в которой электроны могут перемещаться при некоторых внешних воздействиях (электрическое и магнитное поля, градиент температуры и т.п.). Подробнее см. Твёрдое тело … Большая советская энциклопедия
ЗОНА ПРОВОДИМОСТИ — см. в ст. Зонная теория … Большой энциклопедический политехнический словарь
зона проводимости полупроводника — зона проводимости Свободная зона полупроводника, на уровнях которой при возбуждении могут находиться электроны проводимости. [ГОСТ 22622 77] Тематики материалы полупроводниковые Синонимы зона проводимости … Справочник технического переводчика
зона проводимости в полупроводнике — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN conduction band … Справочник технического переводчика
Зона проводимости полупроводника — 76. Зона проводимости полупроводника Зона проводимости Свободная зона полупроводника, на уровнях которой при возбуждении могут находиться электроны проводимости Источник: ГОСТ 22622 77: Материалы полупроводниковые. Термины и определения основных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Зонная теория проводимости твердых тел
Электрические свойства твердого тела зависят от того, как электроны составляющих его атомов распределяются по орбитальным уровням при его кристаллизации.
Как мы знаем из модели атома Бора, электроны в атоме расположены на различных орбитальных уровнях, характеризующихся различной удаленностью от ядра и, соответственно, различной энергией связи электрона с ядром. При образовании кристаллической решетки твердого тела орбиты электронов несколько деформируются, и, соответственно, смещаются энергетические уровни удержания электронов на них. Это смещение можно представить себе двояко. С одной стороны, можно заметить, что в твердом теле электрон не может не подвергаться электрическому воздействию со стороны соседних атомов — он притягивается к их ядрам и отталкивается их электронами. С другой стороны, два электрона, в силу принципа запрета Паули, не могут находиться на одной орбите в одном и том же энергетическом состоянии, то есть два любых электрона в любом случае находятся на несколько отличающихся друг от друга энергетических уровнях.
В любом случае, можно понять, что при образовании твердого тела в смысле кристаллизации атомов в жесткую структуру каждый энергетический электронный уровень в атомах расщепляется на ряд близких подуровней, объединенных в энергетическую полосу или зону. Все электроны, находящиеся в данной энергетической полосе, обладают очень близкими энергиями. На близких к ядру орбитах электроны находятся в связанном состоянии: они неспособны оторваться от ядра, поскольку, хотя теоретически перескок электрона из одного атома в другой — на ту же по энергии орбиту — возможен, все нижние орбиты соседних атомов заняты, и реальная миграция электронов между ними невозможна.
Поэтому самой важной с точки зрения теории электрической проводимости является валентная зона — размытый на подуровни внешний слой электронной оболочки атомов, который у большинства веществ не заполнен (исключение — инертные газы, но они кристаллизуются лишь при сверхнизких температурах). Поскольку внешний слой не насыщен электронами, в нем всегда имеются свободные подуровни, которые могут занять электроны из внешней оболочки соседних атомов. И электроны, действительно, проявляют удивительную подвижность, хаотично мигрируя от атома к атому в пределах валентной зоны, а в присутствии внешней разности электрических потенциалов они дружно «маршируют» в одном направлении, и мы наблюдаем электрический ток. Именно поэтому нижний слой, в котором имеются свободно перемещающиеся электроны, принято называть зоной проводимости — при этом это даже не обязательно самый верхний (валентный) орбитальный слой электронов в атоме.
Многозонную теорию строения твердого тела можно использовать для объяснения электропроводности вещества. Если валентная зона твердого тела заполнена, а до следующей незаполненной энергетической зоны далеко, вероятность того, что электрон на нее перейдет, близка к нулю. Значит, электроны прочно привязаны к атомам и практически не образуют проводящего слоя. Соответственно, и под воздействием электрической разности потенциалов с места они не двигаются, и мы имеем изолятор — вещество, не проводящее электрический ток.
Проводник, с другой стороны, как раз представляет собой вещество с частично заполненной зоной валентных электронов, внутри которой электроны имеют значительную свободу перемещения от атома к атому. Наконец, полупроводники — это кристаллические вещества с заполненной валентной зоной, и в этом они подобны изоляторам, однако разность энергий между валентным уровнем и следующим, проводящим энергетическим уровнем у них настолько незначительна, что электроны преодолевают ее при обычных температурах чисто в силу теплового движения.
Валентная зона и зона проводимости
Валентные орбитали атомов в кристаллической решетке смешиваются, образуя два набора энергетических уровней-валентную зону и зону проводимости. Валентная зона расположена ниже по энергии. Электроны в частично заполненной зоне проводимости могут легко перемещаться по всему кристаллу.
Металлы. В металлах валентная зона заполнена электронами, а зона проводимости заполнена электронами лишь частично. Между двумя зонами нет зазора (рис. 2.14, а).
Полупроводники. В полупроводниках валентная зона заполнена, а зона проводимости пустая. Между двумя зонами имеется небольшой зазор, так называемая энергетическая щель (рис. 2.14,6).
Изоляторы (диэлектрики). В изоляторах (диэлектриках) валентная зона заполнена, а зона проводимости, как и в полупроводниках, пустая. Однако энергетическая щель между этими зонами настолько велика, что препятствует переходу электронов из валентной зоны в зону проводимости. Ее иногда называют «запрещенной» энергетической зоной (рис. 2.14, в).
Если водород подвергнуть очень высокому давлению, он приобретает свойства металла. Сжатие водорода заставляет его молекулы сближаться друг с другом. Обычно пустые разрыхляющие молекулярные орбитали образуют зону проводимости с энергетическими уровнями, очень близкими к энергетическим уровням связывающих молекулярных орбиталей, которые при сжатии водорода образуют валентную зону (рис. 2.15).