Page 13 - 4627

в твердому тілі заповнені зони. Сукупність енергетичних
рівнів валентних електронів утворює так називану нормальну,
чи валентну, зону. Дозволені рівні енергії, що залишаються не
зайнятими при температурі абсолютного нуля, складають у
твердому тілі вільну зону. Її нижню частину називають зоною
провідності, оскільки рівні, що входять у неї, можуть займати
електрони, що одержали додаткову енергію чи при нагріванні
другим шляхом.
Таким чином, принцип Паулі поширюється і на
кристалічну структуру твердого тіла, розглянутого як єдину
систему взаємодіючих атомів.
На рисунку 1.1, б показані графічно енергетичні зони
твердого тіла. По вертикальній осі цієї діаграми відкладається
рівень енергії, яким володіють електрони. Горизонтальна віс -
безрозмірна. Шириною забороненої зони визначається
електропровідність матеріалу. Отже, провідність тої чи іншої
речовини визначається тією енергією, яку потрібно передати
валентним електронам, щоб вони могли перейти зі свого
нормального енергетичного рівня на вищий енергетичний
рівень, що відповідає зоні провідності. При цьому електрони
втрачають зв'язок з ядром атома і стають вільними.

Рисунок 1.2 - Енергетичні діаграми різних речовин:
а - провідника; б - діелектрика; в - напівпровідника;
1 - валентна зона; 2 - заборонена зона; 3 - зона провідності
Така енергетична структура твердих тіл дозволяє
пояснити фізичну сутність поділу їх на провідники,
діелектрики і напівпровідники, На рисунку 1.2 показані типові
діаграми енергетичних зон для провідника, діелектрика і
напівпровідника. У провідників зона провідності і зона
валентних електронів перекривають одна одну, тобто

13