Студопедия — Energy bands and band gaps
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Energy bands and band gaps






Materials are classified as conductors, insulators, or semiconductors according to their electric conductivity. The classifications can be understood in atomic terms.

Electrons in an atom can have only certain well-defined energies, and, depending on their energies, the electrons are said to occupy particular energy levels. In a typical atom with many electrons, the lower energy levels are filled, each with the number of electrons allowed by a quantum mechanical rule known as the Pauli exclusion principle.

Depending on the element, electrons may or may not be completely full. If two atoms of some element are brought close enough together so that they interact, the two-atom system has two closely spaced levels for each level of the single atom. If 10 atoms interact, the 10-atom system will have a cluster of 10 levels corresponding to each single level of an individual atom. In a solid, the number of atoms and hence the number of levels is extremely large; most of the higher energy levels overlap in a continuous fashion except for certain energies in which there are no levels at all. Energy regions with levels are called energy bands, and regions that have no levels are referred to as band gaps.

The highest energy band occupied by electrons is the valence band. In a conductor, the valence band is partially filled, and since there are numerous empty levels, the electrons are free to move under the influence of an electric field; thus, in a metal the valence band is also the conduction band. In an insulator, electrons completely fill the valence band; and the gap between it and the next band, which is the conduction band, is large.

The electrons cannot move under the influence of an electric field unless they are given enough energy to cross the large energy gap to the conduction band. In a semiconductor, the gap to the conduction band is smaller than in an insulator. At room temperature, the valence band is almost completely filled. A few electrons are missing from the valence band because they have acquired enough thermal energy to cross the band gap to the conduction band; as a result, they can move under the influence of an external electric field.

7. Проверьте усвоенную информацию, ответив на следующие вопросы на английском языке:

1. What types of materials do you know according to their electric conductivity?

2. What makes an electron occupy a particular energy level?

3. What do you call an energy region in which there are no levels at all?

4. In what materials do electrons move freely under the influence of an electric field?

5. What do electrons need to cross the large energy gap to the conduction band?

8. Подставьте соответствующие формы глагола to be в пробелы, где требуется, и переведите предложения:

1. Materials …. classified according to their electric conductivity. 2. The classifications can ….. understood in atomic terms. 3. Electrons have …… well-defined energies. 4. The electrons ……. said to occupy particular energy levels. 5. Lower energy level …… filled with the number of electrons ……. allowed by the Pauli exclusion principle. 6. Regions that have no levels ….. referred to as band gaps. 7. The highest energy band … occupied by electrons is the valence band.

9. Раскройте скобки, подставляя правильную форму глагола в предложения:

1. The electrons …….. particular energy levels (to occupy). 2. If 10 atoms …….., the 10-atom system will have a cluster of 10 levels (to interact). 3. Most of the higher energy levels ……… in a continuous fashion (to overlap). 4. The electrons are free ……. under the influence of an electric field (to move). 5.Electrons ………… some average drift velocity (to acquire). 6. A few electrons have …………. enough thermal energy ……… the band gap to the conduction band (to acquire / to cross).







Дата добавления: 2014-11-12; просмотров: 507. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

РЕВМАТИЧЕСКИЕ БОЛЕЗНИ Ревматические болезни(или диффузные болезни соединительно ткани(ДБСТ))— это группа заболеваний, характеризующихся первичным системным поражением соединительной ткани в связи с нарушением иммунного гомеостаза...

Решение Постоянные издержки (FC) не зависят от изменения объёма производства, существуют постоянно...

ТРАНСПОРТНАЯ ИММОБИЛИЗАЦИЯ   Под транспортной иммобилизацией понимают мероприятия, направленные на обеспечение покоя в поврежденном участке тела и близлежащих к нему суставах на период перевозки пострадавшего в лечебное учреждение...

СПИД: морально-этические проблемы Среди тысяч заболеваний совершенно особое, даже исключительное, место занимает ВИЧ-инфекция...

Понятие массовых мероприятий, их виды Под массовыми мероприятиями следует понимать совокупность действий или явлений социальной жизни с участием большого количества граждан...

Тактика действий нарядов полиции по предупреждению и пресечению правонарушений при проведении массовых мероприятий К особенностям проведения массовых мероприятий и факторам, влияющим на охрану общественного порядка и обеспечение общественной безопасности, можно отнести значительное количество субъектов, принимающих участие в их подготовке и проведении...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия