דער באַנד טעאָריע פון סאָלידס. קוואַנטום מאַקאַניקס פֿאַר דוממיעס

דעם אַרטיקל דערקלערט וואָס די באַנדע טעאָריע פון סאָלידס. געוויזן, וואָס עס איז די סיבה עס איז אַ פאַרטרעטונג פון די ביניען פון ענין. רעזולטאַטן פון מעטאַלס פאַרשידענע פֿון דיעלעקטריקס און סעמיקאַנדאַקטערז.

ראַסעט און קנעפּל

ווי פילע מאל אַ טאָג מיר וועלן גיט אויף די פאַרשידן קנעפּלעך? קיין איינער אַפֿילו געדאַנק צו קומען קענען נישט רעכענען עס - האט ווערן אַזוי באַקאַנט אַז קאַמף. און מענטש טוט ניט טראַכטן אַז אַלע דעם איז נאָר מעגלעך דאַנק צו ווי גרינג עס איז קעריינג אַן עלעקטריש קראַנט אין מעטאַלס. קער אויף די ליכט, קאָכן קעסל, לויפן די וואַשינג מאַשין, ניט צו דערמאָנען די אַקשאַנז אויף Smartphones, מיטל פאַרענדיקן די קרייַז און לאָזן די עלעקטראָנס אין די קאָנדוקטאָרס צו אַרבעטן אַנשטאָט פון מענטשן. דערקלערונג פון אַזאַ דערשיינונגען ווי די קאַנדאַקטיוואַטי שטעלן. די מערסט קלאָר ווי דער טאָג, טאָמער, איז די באַנדע טעאָריע פון סאָלידס.

אטאם און קעטאַלז

אַלעמען וואס איז געווען אין הויך שולע, האט אַ געדאַנק פון די סטרוקטור פון די אַטאָם. צוריקרופן אַרום אַ דורכויס באַפֿוילן שווער קערן (באשטייט פון פּראָטאָנס און נוטראַנז) דרייען לונגען ביסל עלעקטראָנס. נומער פון נעגאַטיוו פּאַרטיקאַלז פּונקט יקוואַלז די נומער פון positive. אין סדר נישט צו נודניק לייענער, דערקלערן אין דעם נוסח פון "קוואַנטום מאַקאַניקס פֿאַר דוממיעס." יעדער עלעקטראָן אָרביט איז שטרענג באגרענעצט, פֿאַר וואָס עס קענען דרייען אַרום די האַרץ אין אַ געגעבן כעמיש עלעמענט. אין דרייען, יעדער מינים האט אַ יינציק מוסטער אַטאָמס אַזאַ אָרבאַץ. עס איז געווען אַזוי ספּעקטראָסקאָפּיסץ סייאַנטיס ויסטיילן באָראַן פון סעלעניום און אַרסעניק פֿון סאָדיום. אָבער, אין דערצו צו די ריין סאַבסטאַנסיז אין נאַטור, עס זענען אַ Infinite נומער פון פאַרשידענע קאַמבאַניישאַנז. קוואַנטום מאַקאַניקס (פֿאַר דאַמיז, די לייענער זאָל געדענקען) טענהט אַז אין קאָמפּלעקס קאַמפּאַונדז אָרבאַץ ינערסעקט, צונויפגיסן, יבערמאַכן, אויסגעשטרעקט, קריייטינג אַ קשר. זייער קוואַליטעט דעפּענדס אויף די טיפּ: קאָוואַלענט און ייאַניק שטארקער, הידראָגען, למשל, איז וויקער.

קריסטאַל סטרוקטור

די האַרט גוף איז מער שווער. פֿאַר די מאָדעל, וואָס ניצט די באַנדע טעאָריע פון סאָלידס, יוזשאַוואַלי נעמען אַ גאנץ קריסטאַל. דעם מיטל אַז עס איז אָנ אַ סאָף און אָן זינד - יעדער אַטאָם אויף זייַן אייגן אָרט, די גאַנץ אָפּצאָל איז נול. קערנעל וואַקלענ זיך אַרום אַ באַזונדער שטעלע פון יקוואַליבריאַם, אָבער די עלעקטראָנס קענען זאָגן קוילעלדיק. דעפּענדינג אויף ווי "גרינג" איין אַטאָם דאָונייץ זייַן שכייניש נעגאַטיוו פּאַרטיקאַלז, עס איז באקומען רידזשידלי פּרידיטערמינד עלעקטראָניש סטרוקטור פון דיעלעקטריקס אָדער מעטאַלס וואָלקן. איך זאָל לייגן אַז ווען קאַנסידערינג עס איז אנגענומען אַז אַלע די עלעקטראָנס פאַרנעמען די מינימום סומע פון ענערגיע צו זיי, וואָס מיטל אַז דער גוף איז אין נול קעלווין. אין העכער טעמפּעראַטורעס, די אַמפּליטוד פון אַסאַליישאַן ווי די נוקלייי און די עלעקטראָנס שטארק און, בכן, די יענער זענען ביכולת צו פאַרנעמען העכער ענערגיע לעוועלס. נעגאַטיוו פּאַרטיקאַלז פאַרשפּרייטונג ווערט מער "פרייַ". אין עטלעכע פּראָבלעמס, עס איז וויכטיק, אָבער, צו באַשרייַבן דעם דערשיינונג ווי אַזאַ טעמפּעראַטור איז ניט אַזוי וויכטיק.

פּאַולי פּרינציפּ און די לאָודער

דער באַגריף פון די באַנדע טעאָריע פון סאָלידס קענען זיין דערגרייכט בלויז גוט צו געדענקען וואָס די פּאַולי פּרינציפּ. אויב מיר ימאַדזשאַן אַז די עלעקטראָנס - אַ זעקל פון צוקער, דעריבער, אויב די באַגס אַ פּלאַץ, קאַנדישאַנאַל לאָודער וועט זיי אָנטאָן אויף יעדער אנדערע. יעדער "זעקל" נעמט זייַן אָרט אין פּלאַץ. פֿאַר עלעקטראָנס, דעם מיטל אַז אין אַ געגעבן שטאַט בלויז איינער קענען זייַן אין איין סיסטעם. דאס איז די פּאַולי יקסקלוזשאַן פּרינציפּ. באַמערקונג אַז מיר האָבן אין גייַסט די ידעאַל באדינגונגען, דאס הייסט די טעמפּעראַטור פון נול קעלווין, און די Infinite קריסטאַל. די גאנצע סיסטעם איז אין די זעלבע באדינגונגען פון טעמפּעראַטור, מעטשאַניקאַל דרוק, חסרונות זענען די זעלבע אין אַלע טיילן פון אַ גאַנץ.

עלעקטראָניק קריסטאַלז זאָנע

אין די קריסטאַל, אַ פּלוראַליטעט פון איין טיפּ פון אַטאָמס. איינער בראָדעווקע פון מאַטעריע קאַמפּרייזיז אַ 10-20-דריט גראַד עלעמענטן. ווי פילע מאָלעס פּער קילאָ, למשל, זאַלץ? אַזוי איר קענען אַפֿילו זאָגן אַז אַפֿילו דער קלענסטער קריסטאַל כּולל ונימאַגינאַבלי פילע אַטאָמס. יעדער כעמיש עלעמענט האט זייַן אייגן מוסטער פון עלעקטראָן אָרבאַץ, און וואָס צו טאָן אויב זיי זענען אין איין גוף אַ ביסל? נאָך אַלע, לויט צו די פּאַולי יקסקלוזשאַן פּרינציפּ, זיי מוזן פאַרנעמען פאַרשידענע שטאַטן. באַנדע טעאָריע פון סאָלידס Offers די ווייַטערדיק וועג - די עלעקטראָן אָרבאַץ ווערן פאַרשידענע ענערגיעס. דער חילוק צווישן זיי איז אַזוי קליין אַז זיי זענען געדריקט, לינינג אויף יעדער אנדערע זייער טייטלי צו פאָרעם אַ קעסיידערדיק זאָנע. אזוי, יעדער מדרגה פון די עלעקטראָן אין די אַטאָם איז קאָנווערטעד אין אַ זאָנע אין די פאַרנעם קריסטאַל. עלעמענץ פון באַנדע טעאָריע פון סאָלידס קענען העלפן דערקלערן די חילוק צווישן ינסאַלייטערז און קאָנדוקטאָרס.

עלעקטראָניק ין דער זאָנע

מיר האָבן שוין דיסקאַסט וואָס איז געשעעניש מיט אַ פּלאַץ פון עלעקטראָנס, וואָס אין אַן אַטאָם פאַרנעמען די זעלבע אָרביט, די פאָרמירונג פון די קריסטאַל. אבער זייער נאַטור ין דער זאָנע ביז מיר לינקס ונליט. טיילן דעם שוין וויכטיק ווייַל עס דאַטערמאַנז די חילוק צווישן מעטאַלס און ניט-מעטאַלס. ווי שוין דערמאנט אויבן, די באַנדע טעאָריע פון סאָלידס ווייזט אַז די ענערגיע לעוועלס ין דער באַנדע פון יחיד אַטאָמס פאַרשידענע אָרבאַץ אַנדערש זייַן אַזוי קליין אַז כּמעט פאָרעם אַ קעסיידערדיק ספּעקטרום. אזוי, צו באַקומען די פּאָטענציעל שלאַבאַן צווישן די עלעקטראָן איז נישט שווער - עס באוועגט זיי פרעעלי, פֿאַר דעם איז גענוג אַפֿילו היץ. אָבער, יעדער פון די ערלויבט באַנדע האט זייַן לימאַץ. עס איז שטענדיק אַן ענערגיע מדרגה אַז איז העכער אָדער נידעריקער ווי די אנדערע.

וואַלענטקייַט פּראָוכיבאַטאַד, קאַנדאַקטיוואַטי

צווישן די זאָנעס האָבן אַ שטח פון ענערגיע, ווו עס איז קיין מדרגה אין וואָס אַ עלעקטראָן קען זיין. אין די Graphs, עס אויס ווי אַ ווייַס ריס. און זי האָט גערופֿן די באַנדע ריס. צו באַקומען דעם שלאַבאַן עלעקטראָן קענען נאָר שנוק. אַזוי, ער מוזן באַקומען צונעמען פֿאַר דעם ענערגיע. דער זאָנע מיט די גרעסטע ענערגיע, וואָס פֿאַר דעם טיפּ פון אַטאָמס דערלויבט עקזיסטענץ פון עלעקטראָנס איז האָט גערופֿן דעם וואַלענטקייַט באַנד, און ווייַטערדיק עס - קאַנדאַקטיוואַטי.

מעטאַל דיעלעקטריק

קאַנדאַקשאַן באַנדע טעאָריע פון סאָלידס מיינטיינז אַז די בייַזייַן אָדער אַוועק פון עלעקטראָנס אין די קאַנדאַקשאַן באַנדע ינדיקייץ ווי לייכט פלאָווס אין דעם איצטיקן מאַטעריע. אזוי פאַרשידענע מעטאַלס און דיעלעקטריקס. אין די ערשטע פאַל, די קאַנדאַקשאַן באַנדע שוין כּולל עלעקטראָנס, זינט אָוווערלאַפּס מיט וואַלענטקייַט. א מיטל נעגאַטיוו פּאַרטיקאַלז זענען Free צו באַוועגן אונטער דער קאַמף פון די ילעקטראָומאַגנעטיק פעלד, אָן קיין נאָך ענערגיע ינפּוט. דעריבער, די עלעקטריק קראַנט אין מעטאַלס אויס אַזוי גרינג, אין פאַקט - טייקעף, ווי באַלד ווי די פעלד. און פֿאַר די זעלבע סיבה, די דראָט איז געמאכט פון שטאָל, קופּער, אַלומינום.

מאַטעריאַלס פֿאַר וואָס די וואַלענטקייַט און קאַנדאַקשאַן באַנדס צעשיידט דורך אַ ענערגיע-גערופֿן דיעלעקטריקס. די עלעקטראָנס זענען טראַפּט אין דער נידעריקער מדרגה דערלויבט. באַנדע ריס סעפּערייץ די נעגאַטיוו פּאַרטיקאַלז פון די מדרגה אין וואָס זיי קען מאַך אַרום פרעעלי. און די ענערגיע אַז מוזן זיין געמאלדן צו די עלעקטראָנס צו באַקומען עס, צעשטערן דעם מאַטעריאַל. אָדער טוישן זייַן פּראָפּערטיעס ווייַטער פון דערקענונג. דעריבער, פּלאַסטיק ייַנוויקלען ווירעס מעלץ און ברענט, אָבער טוט נישט אָנפירן עלעקטרע.

סעמיקאַנדאַקטערז

אבער עס איז אַ ינטערמידייט קלאַס פון מאַטעריאַלס אַז האָבן אַ באַנדגאַפּ, אָבער אונטער זיכער טנאָים טויגעוודיק פון קאַנדאַקטינג ילעקטריקאַל קראַנט. זיי זענען גערופֿן - סעמיקאַנדאַקטערז. ווי די דיעלעקטריק, זיי האָבן אַן ענערגיע ריס צווישן די קאַנדאַקשאַן און וואַלענטקייַט. אָבער, עס איז ווייניקער און באַקומען מיט עטלעכע מי. קלאסישע סעמיקאַנדאַקטער איז סיליציום (אין רעדאַגירן - סיליסיום). די באַרימט סיליקאָן וואַלי איז באַרימט פֿאַר טעקנאַלאַדזשיז באזירט אויף די נוצן פון קריסטאַלז פון דעם מאַטעריע איז צו שאַפֿן עלעקטראָניש דיווייסאַז.