Page 77 - 6378

Якби в мене була така армія,
як УПА,німецький чобіт ніколи
не топтав би землю Франції.

Шарль де Голь

Лекція 43. Елементи фізики твердого тіла

43.1. Елементи зонної теорії. Метали, діелектрики та напівпровідники з точки зору
зонної теорії.

43.2. Власна і домішкова провідність напівпровідників.

43.3. Рівень Фермі. Контакт метал-напівпровідник.
43.4. Принципи роботи напівпровідникових приладів. Діод, діод Шоткі, біполярний

та польовий транзистори.
43.5. Термо ЕРС в напівпровідниках.

43.6. Мікросхеми та їх застосування.

43.7. Надпровідність.

43.1. Елементи зонної теорії. Метали, діелектрики та напівпровідники з точки

зору зонної теорії. Тверде кристалічне тіло розглядається у зонній теорії твердих тіл як

строго періодична структура, в якій атомні ядра створюють періодичне електричне поле.
Задача полягає в описі поведінки електронів в цьому полі.

Точний розв’язок рівняння Шредінгера для такої системи неможливий і, тому,
використовують різні спрощуючі наближення, які дозволяють звести задачу багатьох тіл до

одноелектронної задачі про один електрон, який рухається у заданому зовнішньому полі.

В основі зонної теорії лежить адіабатне наближення.
Квантово-механічна система поділяється на важкі і легкі частинки – ядра і

електрони. Оскільки маси і швидкості цих частинок значно відрізняються, можна вважати,
що рух електронів відбувається у полі нерухомих ядер, а повільно рухомі ядра знаходяться в

усередненому полі усіх електронів. Приймають, що ядра у вузлах кристалічної гратки
нерухомі, рух електрона розглядається у незмінному періодичному полі ядер.

Далі використовується наближення самоузгодженого поля. Взаємодія даного

електрона з усіма іншими електронами замінюється дією на нього стаціонарного
електричного поля, яке володіє періодичністю кристалічної ґратки. Це поле створюється

усередненим у просторі зарядом усіх інших електронів і усіх ядер.