Elektronika va asbobsozlik” kafedrasi «Elektronikaning fizik asoslari»

3.2.-rasm. Vodorodsimon atomlar uchun s- va p-holatlarda joylashgan elektronlarning to‘lqin funksiyalari.
To‘lqin funksiyalar bir-birini qoplagan paytda ulardan biri musbat, boshqasi esa manfiy (20,v). Manfiy effektiv massali elektronning harakatini – musbat zaryadli kovakning (dirka) harakati bilan o‘xshatish mumkin, bunda uning zaryadi absolyut qiymati elektronnikiga teng. Elektromagnit maydon ta’sirida bunday kovakning harakat traektoriyasi xuddi shunday elektronniki kabi bo‘ladi.
Shuningdek, elektronning musbat massasi uchun Xoll effekti bir ishoraga (normal Xoll effekti), manfiy effektiv massa uchun esa – boshqacha ishoraga (anomal Xoll effekti) o’zgaradi. Bunda manfiy zaryadlar plastinkaning teskari qirrasida to‘planishadi.
Shunday qilib, agar energetik zonaning quyi sathlari to‘ldirilgan bo‘lsa, elektronlar o‘zini klassik kabi tutadi. Agar yuqori sathlar to‘ldirilgan bo‘lsa, u holda kovaklar haqida so‘z boradi. Elektronlar bilan to‘ldirilmagan sathlar esa musbat zaryadlar satxi deb hisoblanadi.
Elektronning effektiv massasi –elektron energetik zonaning qaysi joyida turganligiga qarab aniqlanadi.
Brillyuen zonalari fizikaviy nuqtai nazardan, k –fazosida to‘ldirilgan birelektronli energiya sathlari zonalari chegarasini ifoda etadi. Bu zonalar chegarasida energiya uzulishlari mavjud bo‘ladi. Brillyuen zonalari –Breggi tekisliklari bilan chegaralangan sohalar bo‘lib, ularning sirtida –kuchsiz davriy potensialning ta’siri ham sezilarli bo‘ladi. Zonalarning chuqurliklarida erkin elektronlar energetik sathlariga tuzatishlar unchalik sezilmaydi.
Brillyuen zonasi chegarasining holati – kristallning tuzilishi bilan aniqlanadi. Brillyuenning har bir zonasi uch o‘lchamli fazoda – teskari panjara uchun Vigner-Zeytsning elementar yacheykasi sanaladi. r-fazoda (qandaydir bir kristall tuzilish bilan bog‘liq) qandaydir Brave panjarasidagi Brillyuenning birinchi zonasi haqida gapirilayotganda , albatta shunga mos teskari panjaraning Vigner-Zeyts yacheykasi nazarda tutiladi. K-fazosidagi sirt, to‘ldirilgan energetik satihlarni –to‘ldirilmaganidan ajratib turuvchi, - Fermi sirti deyiladi. U o‘zida doimiy energiyali sirtni nazarda tutadi. K_F-radiusli sfera (k_F-Fermi to‘lqin vektori) to‘ldirilgan bir elektronli sathlardan iborat bo‘lgan, Fermi sferasi deyiladi. Fermi to‘lqin vektori o‘lchamligi Ǻ^-1. Elektronlarning p_F=ħk_F impulsi, eng yuqori energiyali bir elektronli sathlarda joylashadigan, Fermi impulsi deyiladi. E_F= Ushbu energiya va bu tezlik ϑ_F= Fermi energiyasi va tezligi deyiladi.