18. Паули принципі. Металл, жартылай өткізгіштер, диэлектриктер. 1.Зонадағы күй саны, кристалл түзген атомдар күйінің санына тең.
2.Әр жәй зонада 2N – электрондар болады, мұндағы N – кристалдағы атомдар саны.
3.Зона энергиялары бос заттар – металдар. Бос күйлердің болу себебі – мүмкін күй саны электрондар санынан көп болғанда немесе бос және бос емес зоналар бір – біріне беттесе енгенде болуы мүмкін.
4.Бос күй жоқ, немесе жарым-жарты толған зоналар болса онда өткізбейтін заттар. Ең жоғарғы толған зона – валенттік, ең төменгі бос зона – өткізгіштік зона деп атайды. Валенттік зона мен өткізгіштік зона арасында тыйым салынған зона болады. Тыйым салынған зона ені 2-3эВ заттар жартылай өткізгіштер деп аталады. Одан жағарғылар диэлектрлер деп аталады.
19. Тесіктің негізгі сипаттамалары 1.Тесіктік өткізгіштік, бұл валенттік зонадағы электрондық өткізгіштік, немесе, басқа жартылай толған зонадағы электрондық өткізгіштік болып табылады.
2.Тесік – квазибөлшек. Оның қасиеттері.
Валенттік зонадағы электронның қасиеттері арқылы төменгі өрнектермен сипатталады:
Тесіктің:
Эффективтік массасы:
Квазиимпульсы:
Жылдамдығы:
Толқындық векторы
Энергиясы
Қозғалғыштығы
Яғни тесіктің сипаттамалары, валенттік зонадағы электрондық сипаттамалары арқылы анықталады.
3.Тесіктің дрейфтік жылдамдығы
Егер тесік үшін Ферми деңгейін
Шартымен алсақ, онда тесіктің таралу функциясы
Бұл жағдайда байланысқан электрондар жиынтығының қозғалысы электр өрісіндегі тесіктер жиынтығының қозғалысымен бірдей болады. Магнит өрісінде де валенттік зонадағы электрондар жиынтығының қозғаласы тесіктердің қозғалысындай болады.
20. Кейбір жартылай өткізгіштің зоналық құрылысы. 1.Жартылай өткізгіш зоналық құрылысын есептеу өте қиын. тәуелділіктен Бриллюэн зоналар кейбір облыстары үшін табуға болады. Ge, мен Si үшін есептеулер жасалған. Осылар арқылы қосылыстар үшін жасалады. Негізгі сипаттамалар тәжірибелерді талдаудан алынады.
2. Ge, мен Si үшін электрондар мен тесіктердің экстремелды энергиялары Бриллюэн зонасының әр түрлі нүктелерінде орналасады.
Ал, рда олар әр түрлі нүктелерде де, бір нүктеде де болуы мүмкін.
3. Ge, Si –ң валенттік зона -ң үш тармағымен сипатталады. Бұл тармақтар тесіктердің үш типіне байланысты. Энергия беті гофрланған сфера секілді.
4. Ge – өткізгіштік зонада 8 эквивалентті минимум болады, ол типтер Бриллюэн зонасының шекарасында тип бағытындағы. Изоэнергетикалық беттер айналма эллипсоиды (эллипсоидтың айналу осі тип бойында болады). Бірінші Бриллюэн зонасында 4 толық энергия эллипсоиды болады. Si – өткізгіштік зонада 6 эквивалентті тип болады. Олар бойында әрі Бриллюэн шекара маңында. Изоэнергетикалық бет – айналма эллипсоид, оның айналу осі бойында.
5.Зоналық теорияның қорытындылары рұқсат етілмеген зона енінің зат құрамына тәуелділігі туралы, эффективтік массасының зона еніне байланысы туралы тәжірибемен сапалы түрде сәйкес келеді.
6.Энергия спектрінің зоналық құрылысы алыс және жақын реттіктерден шығады.
