introduzione
Introduzione teorica La teoria è che gli elettroni in cui gli elettroni nei cristalli sono co-coltivati nell'intero cristallo e l'elettrone di co-coltura è nel potenziale periodico del cristallo. Movimento in campo; si ottiene il risultato: l'attuale funzione d'onda di guida degli elettroni co-coltivati è sotto forma di una funzione di Bloch, e l'energia è un numero di possibili bande composte da energia quasi continua.
Significato della teoria
La teoria della cintura energetica è la base teorica della moderna tecnologia elettronica solida, che ha un ruolo incredibile nello sviluppo della tecnologia microelettronica.
can bring an approximate theory of electronic movement in solids. The solid is composed of atoms, and atoms include atomic nuclear and outermost electrons, which are all in a constant movement state. In order to simplify the problem, first assume that the atomic core fixation in the solid is not moved, and according to certain regulations, then further considers that each electronics is in the average potential field of the fixed atomical factor field and other electrons, This simplifies the entire problem into single electronic issues. It is theoretical theory to be the aim of this single electronic approximation. It is first made by F. Brloch and L.-N. Brillun in solving the conductivity of the metal. Specific calculation methods include free electron approximate method, tight buckling approximation, orthogonal plane wavefringing and original method. The first two methods are based on the basis of quantum mechanics, only two extreme situations that are very weak and strong for the atomic real to electronics; the latter two methods are suitable for more general cases, widely used .
principio
Le particelle sul metallo solido sono costituite nel metallo solido, che è un atomo di metallo o ione positivo, e poiché l'elettronizzazione dell'atomo di metallo è bassa, influenzata dal mondo esterno. L'impatto ambientale (incluso l'effetto termico, ecc.), l'elettrone di valenza può essere staccato dagli atomi e non è fissato a uno ione, mentre il libero movimento nel reticolo, spesso indicato come elettroni liberi. Sono questi elettroni liberi a collegare atomi e ioni di metallo per formare un metallo. Questa forza è chiamata chiave di metallo. Naturalmente, il metallo solido può anche essere considerato come un atomo di metallo (ione) della sfera equipaggiata da depositare strettamente in un cristallo. In questo momento, il numero di atomi può essere compreso tra 8 e 12. Non ci sono molti elettroni di prezzo nei metalli che non sono sufficienti per formare un tale legame covalente. Queste valenze possono essere comuni solo per l'intero reticolo metallico. Pertanto, il legame metallico è diverso dal legame ionico; è anche diverso dal legame covalente (legame di dominio fisso) dell'elettronica condivisa in due atomi. In generale, il legame metallico appartiene al dominio sinistro, cioè una chiave per condividere la distribuzione elettronica tra più atomi, ma è una chiave di uscita speciale, sia senza direzione, sia sat.
Discussione qualitativa
Per chiarire le caratteristiche del legame metallico, il chimico presenta la teoria della teoria del Mo (Molecular Orbit). Ora è discusso solo come un metallo Li come esempio.
L'elettrone esterno del nucleo dell'atomo di Li è 1s2s. Due LI sono vicini l'uno all'altro per formare una molecola di Li2. Secondo la teoria Mo, le molecole di Li dovrebbero avere quattro MO. L'energia (σ1s) 2 e (σ1s *) 2 sono basse ed è vicina a LUMO. Più atomi di Li partecipano al legame, più diverse distanze hanno diversi gradi di forza a causa delle diverse distanze del nodo reticolare, con conseguente divisione del livello elettronico e il livello di energia diventa sempre più piccolo, il livello di energia Wrap, alla fine formando un livello di energia che è quasi un pezzo di limite superiore, inferiore, che è quello di portare. Per i sistemi di atomi di N Li, poiché la differenza di energia tra 1S e 2S è grande, ci sono due lattine senza sovrapposizione o sovrapposizione. Questa banda che ha un MO instabile è facilmente e-to-eccitazione a un Mo vuoto, in modo che Li mostri una buona conduttività elettrica. Questo può arrivare a un nastro. Qualsiasi livello di energia non è più presente tra la cintura piena e la cintura di conduzione è un'area di divieto elettronico, chiamata divieto. L'elettronica non è facile da inserire nella banda di conduzione dal passaggio a banda intera. Ovviamente, quando si forma l'atomo, si forma un'orbita molecolare discreta, e quando l'atomo forma un cristallo, si forma la banda discreta.
Metalli diversi, a causa dei diversi orbitali di prezzo e delle diverse distanze atomiche che costituiscono i suoi atomi, può portare (cintura vuota) a parzialmente impilati, che costituisce un nastro non riempito, che è facile da condurre elettricità. Rendere una metallicità. Da questo punto di vista, finché c'è una conduzione non riempita (indipendentemente dal fatto che sia non filtrata, è formata dalla banda non filtrata formata dalla banda vuota-piena degli intercommessi). L'orientamento degli elettroni scorre verso materiali elettricamente conduttivi. Quando la temperatura viene riscaldata, la vibrazione atomica (ionica) sul reticolo viene intensificata, il movimento dell'elettrone viene bloccato e la capacità conduttiva viene ridotta. Il movimento dell'elettrone trasmesso nell'aria al dominio può far sì che il metallo abbia un buon trasferimento di calore. Condivide l'effetto "collante" degli elettroni, in modo che il metallo non provochi fratture quando viene tirato da una forza esterna, e mostra una buona duttilità e plasticità. Questo è un netto contrasto con la fragilità dei cristalli ionici e la fragile fessurazione. Inoltre, gli elettroni esemplari nel metallo vengono facilmente assorbiti e riemettono luce, il che lo rende opaco e ha una lucentezza metallica.
Solido
Il nastro pieno d'aria nel materiale solido è indicato come una banda vuota. Quando le bande proibite tra la cintura e la cintura vuota sono 5 ~ 7eV, l'elettrone è difficile da saltare attraverso la cintura proibita, quindi è un isolante, come una larghezza di banda disabilitata di Diamond a 5,3 eV. Tuttavia, quando l'ampiezza del divieto appartiene a 1 eV (1.602 × 10-19J o 96.48kJ · mol-1), appartiene al materiale semiconduttore. Un tipico semiconduttore Si è proibito a 1,12 eV; GE è 0,67 eV.
Isolare l'atomo
L'elettrone esterno dell'atomo isolato può assumere lo stato energetico (livello di energia), ma quando gli atomi sono vicini l'uno all'altro, gli elettroni esterni non sono più solo protetti. Il ruolo dell'atomo è influenzato anche da altri atomi, il che fa cambiare leggermente gli elettroni. Quando gli atomi sono combinati in cristalli, il prezzo dello strato più esterno dell'atomo è destinato a essere vincolato ed è difficile distinguere tra gli atomi originali e altri atomi. È difficile distinguere quale atomo, che in realtà è un totale di tutti gli atomi nel cristallo. Co-allocazione. Quando la spaziatura atomica si riduce al minimo, ogni livello dell'atomo isolato si evolverà in una banda quasi continua costituita da livelli intensivi. Maggiore è il grado di coexificazione, più ampia è la banda energetica corrispondente. Ogni livello dell'atomo isolato ha una cintura corrispondente alla cintura, e tutte queste possono essere chiamate consentite. Il vuoto tra i due adiacenti per consentire la zona rappresenta lo stato energetico che il cristallo non può occupare, indicato come divieto. Quando il cristallo è composto da n atomi (o pochi), ogni banda include N energia, in cui ogni livello di energia può essere occupato da due spin, quindi ognuno può ospitare fino a 2N. Elettronica (vedi il principio della bolla è incompatibile). L'energia riempita con l'elettrone del prezzo è chiamata fascia di prezzo. Tutti gli stati quantici nella fascia di prezzo sono coperti da elettroni, chiamati full belt. L'elettronica in piena cintura non può partecipare ai processi macroeconomici. Può essere utilizzato come banda vuota senza alcuna elettronica. Si chiama banda guida che non è coperta da elettroni. Ad esempio, c'è un elettrone del prezzo con un elettrone del prezzo, e quando n atomi costituiscono un cristallo, solo la metà della quantità di stato quantico nella banda di valenza è occupata e l'altra è vuota. L'elettronica può partecipare al processo conduttivo nella cintura non riuscita, quindi è chiamata conduzione.
Solido energy band
La formazione di una banda solida si ottiene per interazione tra gli atomi. Quando più atomi sono vicini tra loro, a causa della forza reciproca, il livello energetico originario dell'atomo è diviso da una pluralità di strati. Trasforma in un gran numero di livelli di energia che possono essere piccoli, quindi può essere approssimato per continuare.
Le prestazioni conduttive del solido sono determinate dalla sua struttura a bande. Per un metallo monovalente, il prezzo non è pieno, quindi può condurre elettricità. Per i metalli bivalenti, il prezzo è pieno, ma la larghezza di banda vietata è zero, la fascia di prezzo è sovrapposta a una zona aerea più alta e gli elettroni nella cintura possono occupare la banda vuota e quindi possono condurre elettricità, isolante e semiconduttore gruppo musicale. La struttura è simile, il prezzo è pieno e c'è una zona disabilitata tra la fascia di prezzo e la fascia vuota. La larghezza di banda disabilitata del semiconduttore da 0,1 a 4 elettronvolt, il divieto dell'isolante da 4 a 7 elettronvolt. A qualsiasi temperatura, a causa del movimento termico, il generale elettronico nella cintura piena ha un'energia sufficiente per eccitarsi nella banda vuota, rendendola una cintura di conduzione. A causa della grande larghezza dell'isolante, il numero di elettroni eccitati alla banda vuota è leggermente insignificante a temperatura ambiente e la manifestazione macroscopica è una scarsa conduttività. Il semiconduttore ha una larghezza minore e gli elettroni nella fascia piena possono essere eccitati nella banda vuota e il macroscopico sembra avere una grande conducibilità (vedi semiconduttore).
Limitazioni
La teoria è chiarita per avere un aumento significativo della legge del moto degli elettroni nel reticolo, il meccanismo conduttivo solido, la parte della natura della lega e la combinazione di metalli. Realizzazioni, ma è una teoria approssimativa, c'è un certo limite. Ad esempio, la conducibilità di alcuni cristalli non può essere utilizzata nell'interpretazione teorica, cioè il modello coesistente di elettroni, e l'approssimazione a singolo elettrone non è adatta per questi cristalli. Dopo che la teoria multielettronica è stata stabilita, i risultati del singolo elettrone possono essere usati spesso come punto di partenza della teoria multielettronica e le due teorie sono complementari quando si risolvono problemi complessi moderni.