Paljud kirjaoskamatud usuvad, et kvantmehaanika on lihtsalt matemaatiline mäng, millel pole praktilist väärtust. Haha, leiame arvutikiipidele esivanema, palun vaadake demonstratsiooni:
Paljud kirjaoskamatud usuvad, et kvantmehaanika on lihtsalt matemaatiline mäng, millel pole praktilist väärtust. Haha, leiame arvutikiipidele esivanema, palun vaadake demonstratsiooni:
Juhtidest saame aru, isolaatoritest saame ka aru. Esimest korda on mu sõbrad füüsikast segaduses ja ma kardan, et asi on pooljuhtides. Seega maksan selle võla kõigi füüsikaõpetajate nimel tagasi.
Kui aatomid moodustavad tahke aine, on omavahel segunenud palju identseid elektrone, kuid kvantmehaanika usub, et kaks identset elektroni ei saa püsida samal orbiidil. Seetõttu, et vältida nende elektronide võitlust samal orbiidil, jagunevad paljud orbitaalid mitmeks orbitaaliks. Kuna nii palju orbitaale on kokku surutud, satuvad nad kogemata lähemale ja muutuvad laiadeks suurteks orbitaalideks. Seda tüüpi laia orbiiti, mis moodustub paljude peente orbitaalide kokkusurumisel, nimetatakse energiaribaks.
Mõned laiad orbitaalid on täis elektrone, mistõttu nad ei saa liikuda. Mõned laiad orbitaalid on väga tühjad, võimaldades elektronidel vabalt liikuda. Elektronid võivad liikuda ja näida juhtivat elektrit makroskoopiliselt. Ja vastupidi, kui elektronid ei saa liikuda, ei saa nad elektrit juhtida.
Olgu, hoidkem asjad lihtsana ja ärgem mainigem mõisteid "hinnavahemik, täisriba, keelatud riba ja juhtriba". Valmistuge ringile keskenduma!
Mõned täisorbitaalid on tühjadele orbitaalidele liiga lähedal ja elektronid saavad pingutuseta liikuda täisorbiidilt tühjale orbiidile, võimaldades neil vabalt liikuda. See on dirigent. Ühevalentsete metallide juhtivuse põhimõte on veidi erinev.
Kuid sageli on kahe laia orbitaali vahel tühimik ja elektronid ei suuda seda üksi ületada, mistõttu nad ei juhi elektrit. Aga kui pilu laius jääb 5 ev piiresse, võib elektronile lisaenergia lisamine ületada ka tühja orbiidi ja liikuda vabalt üle selle, mis on juhtiv. Seda tüüpi tahke aine, mille pilu laius ei ületa 5 ev, on mõnikord juhtiv ja mõnikord mitte, seetõttu nimetatakse seda pooljuhiks.
Kui vahe ületab 5 ev, siis tuleb see põhimõtteliselt peatada. Tavaolukorras ei saa elektronid ristuda, mis on isolaator. Muidugi, kui energia on piisavalt suur, rääkimata 5 ev vahest, võib isegi 50 ev ikka läbi joosta, näiteks kõrgepingelekter õhku läbi murdmas.
Praeguseks on kvantmehaanika poolt välja töötatud ribateooria peaaegu kuju võtnud. Ribateooria selgitab süstemaatiliselt olulisi erinevusi juhtide, isolaatorite ja pooljuhtide vahel, mis sõltuvad täis- ja tühja orbitaali vahelisest pilust ning akadeemiliselt valents- ja juhtivusribade vahelisest ribalaiusest.
Kui aatomid moodustavad tahke aine, on omavahel segunenud palju identseid elektrone, kuid kvantmehaanika usub, et kaks identset elektroni ei saa püsida samal orbiidil. Seetõttu, et vältida nende elektronide võitlust samal orbiidil, jagunevad paljud orbitaalid mitmeks orbitaaliks. Kuna nii palju orbitaale on kokku surutud, satuvad nad kogemata lähemale ja muutuvad laiadeks suurteks orbitaalideks. Seda tüüpi laia orbiiti, mis moodustub paljude peente orbitaalide kokkusurumisel, nimetatakse energiaribaks.
Mõned laiad orbitaalid on täis elektrone, mistõttu nad ei saa liikuda. Mõned laiad orbitaalid on väga tühjad, võimaldades elektronidel vabalt liikuda. Elektronid võivad liikuda ja näida juhtivat elektrit makroskoopiliselt. Ja vastupidi, kui elektronid ei saa liikuda, ei saa nad elektrit juhtida.
Olgu, hoidkem asjad lihtsana ja ärgem mainigem mõisteid "hinnavahemik, täisriba, keelatud riba ja juhtriba". Valmistuge ringile keskenduma!
Mõned täisorbitaalid on tühjadele orbitaalidele liiga lähedal ja elektronid saavad pingutuseta liikuda täisorbiidilt tühjale orbiidile, võimaldades neil vabalt liikuda. See on dirigent. Ühevalentsete metallide juhtivuse põhimõte on veidi erinev.
Kuid sageli on kahe laia orbitaali vahel tühimik ja elektronid ei suuda seda üksi ületada, mistõttu nad ei juhi elektrit. Aga kui pilu laius jääb 5 ev piiresse, võib elektronile lisaenergia lisamine ületada ka tühja orbiidi ja liikuda vabalt üle selle, mis on juhtiv. Seda tüüpi tahke aine, mille pilu laius ei ületa 5 ev, on mõnikord juhtiv ja mõnikord mitte, seetõttu nimetatakse seda pooljuhiks.
Kui vahe ületab 5 ev, siis tuleb see põhimõtteliselt peatada. Tavaolukorras ei saa elektronid ristuda, mis on isolaator. Muidugi, kui energia on piisavalt suur, rääkimata 5 ev vahest, võib isegi 50 ev ikka läbi joosta, näiteks kõrgepingelekter õhku läbi murdmas.
Praeguseks on kvantmehaanika poolt välja töötatud ribateooria peaaegu kuju võtnud. Ribateooria selgitab süstemaatiliselt olulisi erinevusi juhtide, isolaatorite ja pooljuhtide vahel, mis sõltuvad täis- ja tühja orbitaali vahelisest pilust ning akadeemiliselt valents- ja juhtivusribade vahelisest ribalaiusest.
