Bài giảng Vật lý đại cương - Vật rắn tinh thể phần 3

Chia sẻ: Pham Xuân Dương | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

76
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Vật lý có quan hệ mật thiết với toán học. Các lý thuyết vật lý là bất biến khi biểu diễn dưới dạng các quan hệ toán học, và sự xuất hiện của toán học trong các thuyết vật lý cũng thường phức tạp hơn trong các ngành khoa học khác. Sự khác biệt giữa vật lý và toán học là ở chỗ, vật lý luôn gắn liền với thế giới tự nhiên, trong khi toán học lại biểu diễn các mô hình trừu tượng độc lập với thế giới tự nhiên. Tuy vậy, sự khác biệt không phải lúc...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vật lý đại cương - Vật rắn tinh thể phần 3

∂ ΔE b. NhiÖt dung cña kim T C ele = ≈ Nk B ∂T lo¹i ë nhiÖt ®é thÊp TF c. §é dÉn nhiÖt cña kim lo¹i: π nk B Tτ π nk B T 2 2 2 2 1 Cv l = K ele = v Fl = 3 mv F 2 3 3m d. Quan hÖ gi÷a ®é dÉn ®iÖn vμ ®é dÉn nhiÖt cña kim lo¹i, §Þnh luËt Widermann-Franz: K ele π nk B Tτ.m π k B T 2 2 2 2 = = = LT σ0 3m.ne τ2 2 3e π ⎛ kB ⎞ 2 2 −8 ⎜ ⎟ = 2,45.10 WΩ / K H»ng sè Lorentz L= 2 3⎝e⎠
IV.2. M« h×nh vïng n¨ng l−îng tÝnh ®Õn t−¬ng t¸c cña c¸c ®iÖn tö ho¸ trÞ víi tr−êng thÕ tuÇn hoμn cña ion trong tinh thÓ U(x) + + + + ⎛ h2 d2 ⎞ ⎜− + U ( x ) ⎟ψ( x ) = ε ψ(x) ⎜ 2m dx 2 ⎟ ⎝ ⎠ ψ( x ) = ∑ C( k )e U( x ) = ∑ U G e ikx iGx k G Hμm sãng lμ hμm Block
r 1r • Gi¶i quyÕt ®−îc c¸c vÊn ®Ò sau: k=± G a. T¹i biªn giíi vïng Brillouin 2 2 h ⎛1 ⎞ 2 ε1( ± ) = ⎜ G1 ⎟ ± U1 2m ⎝ 2 ⎠ εk εF b. GÇn biªn giíi Brillouin r 1r r 2U1 k=± G±δ 2 π/a k 2λ 1 ⎞ ⎛ hδ 22 ⎟ ⎜1 ± ε k ( ± ) = ε1 ( ± ) + ⎟ ⎜ U1 ⎠ ⎝ 2m Vïng cÊm cã bÒ réng Eg=2U1
• S¬ ®å vïng n¨ng l−îng: ε k S¬ ®å vïng më réng -3π/a -2π/a -π/a π/a 2π/a 3π/a k 0 MiÒn Brillouin thø nhÊt Tãm t¾t: εk Do t−¬ng t¸c víi tr−êng thÕ tuÇn hoμn cña c¸c Ion vïng trong tinh thÓ, n¨ng l−îng cho cña ®iÖn tö ho¸ trÞ chia thμnh phÐp c¸c vïng cho phÐp vμ vïng cÊm xen kÏ nhau vïng cÊm
Gi¶i thÝch tÝnh chÊt ®iÖn cña c¸c tinh thÓ: ε V DÉn V DÉn V Ho¸ trÞ V Ho¸ trÞ B¸n dÉn, §iÖn m«i Kim lo¹i Kim lo¹i b¸n kim §iÖn m«i: Vïng ho¸ trÞ ®iÒn ®Çy 100% ®iÖn tö ho¸ trÞ, vïng dÉn trèng 100% Kim lo¹i : §iÒn ®Çy 50% ®iÖn tö ho¸ trÞ hoÆc hai vïng phñ nhau: ®¸y vïng trªn thÊp h¬n ®Ønh vïng d−íi B¸n dÉn, b¸n kim: Vïng Ho¸ trÞ ®iÒn ®Çy >90%, Vïng DÉn ®iÒn ®Çy < 10% ®iÖn tö ho¸ trÞ.
• Sè gi¸ trÞ vÐc t¬ sãng k lμ N b»ng sè « c¬ b¶n cña tinh thÓ, øng víi 1 gi¸ trÞ vÐc t¬ sãng cã sè l−îng tö ms=±1/2. Mçi vïng cã 2N tr¹ng th¸i cña ®iÖn tö (Sè tr¹ng th¸i trong 1 vïng lμ ch½n). ¥ Ho¸ trÞ lÎ lμ kim lo¹i ¥ Ho¸ trÞ ch½n lμ ®iÖn m«i. NÕu cã sù phñ nhau cña c¸c vïng th× vÉn lμ kim lo¹i. εk εk εk Phñ Eg Eg §iÖn m«i Kim lo¹i
Tinh thÓ b¸n dÉn: Si, Ge cã 4 ®iÖn tö ho¸ trÞ: Vïng Ho¸ trÞ ®Çy, Vïng DÉn Trèng 100% BÒ réng vïng cÊm Eg nhá Vïng DÉn Vïng DÉn vïng cÊm Eg Vïng Ho¸ trÞ Vïng Ho¸ trÞ ®iÖn tö v−ît T=0K ®iÖntö kh«ng v−ît kBT > Eg qua ®−îc vïng cÊm qua ®−îc vïng cÊm DÉn ®iÖn §iÖn m«i