Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Καταστάσεις ηλεκτρονίων σε άτομα- μόρια- στερεά. Α) Κατανομή πιθανότητας ηλεκτρονίων για το δεσμικό και το αντιδεσμικό τροχιακό Ψσ και Ψσ*. Β) Οι γραμμές.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "Καταστάσεις ηλεκτρονίων σε άτομα- μόρια- στερεά. Α) Κατανομή πιθανότητας ηλεκτρονίων για το δεσμικό και το αντιδεσμικό τροχιακό Ψσ και Ψσ*. Β) Οι γραμμές."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Καταστάσεις ηλεκτρονίων σε άτομα- μόρια- στερεά

2 Α) Κατανομή πιθανότητας ηλεκτρονίων για το δεσμικό και το αντιδεσμικό τροχιακό Ψσ και Ψσ*. Β) Οι γραμμές αντιπροσωπεύουν περιοχές με σταθερή πιθανότητα Κατανομή πιθανότητας

3 Ενέργεια Ψσ  Εσ Ψσ*  Εσ* Αρχή Pauli R=α => Εσ(R) : Minimum  Δεσμική Ενέργεια  Διαχωρισμός (Split) σταθμών

4 Μόριο Η 2 e-e p-p μικρές 

5 Ηλεκτρικό Ανάλογο: RLC Σύζευξη ταλαντώσεων

6 Δεσμικό Αντιδεσμικό ΙΙ. ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΖΩΝΕΣ ΣΤΕΡΕΩΝ Ηλεκτρονικές Καταστάσεις  Άτομο – Μόριο - Στερεό Μοριακά Τροχιακά – δεσμοί H 2 ή Η-Η : Εξίσωση Schrödinger

7 Ζώνες στερεών Ι. Μέταλλα π.χ. Li (μέταλλο) Ν άτομα split N στάθμες (2Νe) ΣτερεόΕλεύθερα άτομα Ν  ∞ => ΔΕ  0 Ζώνες συνεχείς Ενέργεια e

8 ΗΜΙΑΓΩΓΟΙ Si : 14 e: Ενέργεια e 3s ΚΑΙ 3p  επικάλυψη  4 Υβριδικά τροχιακά

9

10 Φ: έργο εξόδου : Ενέργεια Fermi

11 Γενικά: Δύναμη: Οπτική απορρόφηση ημιαγωγών Ημιαγωγός άμεσου διακένου (GaAs για LED) Ημιαγωγός έμμεσου διακένου (Si για ανιχνευτές) Ταχύτητα

12 Ενεργειακό διάκενο (χάσμα) Κάθε τροχιακό Ε η (k) Ενέργεια διαχωρισμού άδειων και γεμάτων ζωνών  Ενεργειακό διάκενο Εg Eg=1,43 eV Eg=1,12 eV Κατειλημμένοι κλάδοι: ζώνη σθένους Ελεύθεροι κλάδοι: Ζώνη αγωγιμότητας

13 Ταχύτητα – Μάζα * - Ορμή e (Χώρος ) Άρα: Ισχύει επίσης: Ε(k)=E(-k) γιατί  Συμμετρία α’ ζώνης Brillouin  Πλήρης ζώνη  J=0

14 Ενεργός μάζα m γ Άρα: Παραβολικό Μοντέλο Σχεδόν ελεύθερο e Συμπεριφορά e σε Ημιαγωγό

15 ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΕΣ ΖΩΝΕΣ ΣΤΕΡΕΩΝ 1 η ζώνη Brillouin: -π/α

16 Κυματοσυνάρτηση:στο πλέγμα Εξίσωση Schrödinger: Θεώρημα Bloch: Περιοδικό πλέγμα : Συνάρτηση Bloch : Περιοδική Συνάρτηση (περίοδος = μοναδιαία κυψελίδα)

17 Απόδειξη : Μονοδιάστατο μοντέλο: Μήκος αλυσίδας: L=N α Συνθήκη: Πυκνότητα φορτίου:ρ περιοδική: Ομοίως: Ν φορές: n=0,1…N-1 ή κυματαριθμός

18  Τελικά: ή Γενικά: Συνθήκη Bloch R: Άνυσμα πλέγματος Bravais Αποδεκτή λύση της δ.ε. Schrödinger Σε τρισδιάστατη μορφή: Όπου: και:

19 Κυματοσυνάρτηση Στερεού: Bloch τύπου: Εξίσωση Schrödinger: Όταν: n=m n=m±1 πρώτοι γείτονες Τελικά : Μη γειτονικά σημεία Μηδενική επικάλυψη

20 Ε(k) Ημιαγωγοί: Ι) Τρισδιάστατο πλέγμα : γειτονικά άτομα ιι) Όχι μόνο s τροχιακά Όχι μόνο 1 άτομο ανά κυψελίδα Για κάθε τροχιακό: Ε(k) τροποποιημένη S συμμετρία 1 άτομο ανά κυψελίδα 1 η ζώνη Brillouin Γραμμική αλυσίδα ατόμων Μορφή Ε(k)

21 Fig 4.20From Principles of Electronic Materials and Devices, Third Edition, S.O. Kasap (© McGraw- Hill, 2005) Ενεργειακές καταστάσεις Si

22 Συνάρτηση Fermi-Dirac Η E F καλείται ενέργεια Fermi f(E) = πιθανότητα κατάληψης της ενεργειακής στάθμης E από ένα ηλεκτρόνιο given

23 Γραφική παράσταση της συνάρτησης κατανομής πιθανότητας fermi-Dirac f(E,Τ) των ηλεκτρονίων σε ένα στερεό.

24 Πυκνότητα καταστάσεων g (E) = συνάρτηση πυκνότητας καταστάσεων. g (E) dE αριθμός καταστάσεων (κυματοσυναρτήσεων) με ενέργεια στο διάστημα E και (E + dE) ανά μονάδα όγκου του δείγματος

25 MEΤΑΛΛΙΚΟ ΥΛΙΚΟ (a) Θερμική διέγερση ηλεκτρονίων κοντά στην E F για Τ>0K,. (b) Πυκνότητα καταστάσεων g (E) σε μία ζώνη. (c) Πιθανότητα κατάληψης ενεργειακής στάθμης E είναι f (E). (d) Το γινόμενο g(E) f (E) είναι ο αριθμός των e ανά μονάδα ενέργειας και ανά μονάδα όγκου. Εμβαδόν περιοχής = συγκέντρωση e

26


Κατέβασμα ppt "Καταστάσεις ηλεκτρονίων σε άτομα- μόρια- στερεά. Α) Κατανομή πιθανότητας ηλεκτρονίων για το δεσμικό και το αντιδεσμικό τροχιακό Ψσ και Ψσ*. Β) Οι γραμμές."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google