Reja: I bob Kirish

2.3 Metallar elektr o'tkazuvchanligining kvant nazariyasi
Elektron nazariyani rivojlanishi natijasida qattiq jismlarning zonaviy nazariyasi ishlab chiqildi. Bu nazariyada qattiq jism kristall xossaga ega deb qaralib, shu kristall panjaralar orasida harakatlanuvchi elektronlarning holatlari o'rganiladi. Kristall panjaradagi elektron ham erkin elektronlar kabi panjarada davriy potensial maydonda harakat qiladi.' Pauli prinsipiga asosan kristallardagi elektron-lar ma’lum energetik holat-larda tura oladi. Bu energetik holatlar energetik zonalarga birikadi. Energetik zonalar esa birbirlaridan ta’qiqlangan (man) etilgan zonalar bilan ajralgan bo'ladi. 1 sm3 hajmli kristallda ~1022 atom mavjud bo'lib, energetik zona kengligi 1 eV ekanligini e’tiborga olsak, zonadagi qo'shni sathlar orasidagi masofa -1СГ22 eV bo'ladi. Bu masofa shunchalik kichikki, zonadagi sathlar uzluksiz energetik qiymatlarga egadek tuyuladi. Lekin zonadagi energetik sathlar soni chekli ekanligini unutmaslik kerak. Shunday qilib, izolatsiyalangan atomdagi ruxsat etilgan energetik sath o'miga kristallda ruxsat Bo'sh zona (o‘tkazuvchan!’k zonasi) 2 1.5-rasm. 257 etilgan energetik zona vujudga keladi. 0 ‘tkazuvchanlik zona valent zonadan taqiqlangan (man etilgan) zona bilan ajratiladi (21.5-rasm). Kristalldagi zonalaming energetik sathlarida Pauli prinsipiga asosan, ikkitadan ortiq elektron joylashishi mumkin emas. Energetik zonalar amalda uzluksiz spektmi beradi. Bu esa, o'z navbatida elektronni bitta zona bUan chegaralangan energetik sathlarda harakat qila olishini ko'rsatadi. ya'ni berilgan zonadagi elektronlar bir atomdan ikkinchi atomga o‘ta olib, hamma atomlar uchun umumiy bo‘lib qoladi. Energetik zonadagi hamma sathlar elektronlar bilan to‘lgan bo'lsa, bunday zonani to'ldirilgan (valent) zona deb ataladi. Shunday qilib, kristallarda elektronlar energetik zonalar bo‘ylab taqsimlangan bo'ladi. Elektronlar kristallda past energetik zonadan boshlab yuqori zonalarga qarab to'lib boradi. Zonalardagi elektronlaming taqsimlanishi va man qilingan zonaning kengligiga qarab qattiq jismlar o'tkazgich, yarimo'tkazgich va dielektrik xossalariga ega bo'ladilar (21.5-rasm). Valent zonasidagi sathlar elektronlar bilan qisman to'ldirilgan yoki valent va bo'sh (o'tkazuvchanlik) zonalari ustma-ust tushgan qattiq jismlar o'tkazgichlar (metallar) deb ataladi. Metall bo'lmagan aksariyat qattiq jismlarda valent zonadagi barcha energetik sathlami elektronlar band etgan bo'ladi. Shuning uchun elektron yuqoriroq energetik sathga ko'tarilishi lozim bo'lsa, faqat o'tkazuvchanlik zonadagi energetik sathga ko'tarilishi kerak. Buning uchun elektr maydon ta’sirida elektron erishayotgan qo'shimcha energiya taqiqlangan zonaning energetik kengligi AW dan katta bo'lishi kerak. Demak, bu holda qattiq jismning elektr va optik xossalari taqiqlangan zonaning energetik kengligi bilan aniqlanadi. Agar AWyetarlicha katta bo'lsa va elektr maydon ta’sirida yoki issiqlik harakat energiyasi tufayli elektronlar valent zonadan o'tkazuvchanlik zonaga o'ta olmasa, ya’ni elektronlar valent zonadagi «o'z o'rinlaridan» qo'zg'ol-masa. bunday jismlami dielektriklar deb ataladi (AW>4eV). Agar AW unchalik katta bo'lmasa, qattiq jismning harorati- yetarlicha yuqori bo'lganda (OK dan yuqori, xona harorati atrofida -300X) issiqlik harakat energiyasi tufayli valent zonadagi elektronlaming bir qismi o'tkazuvchanlik zonadagi energetik sathlarga ko'tarilishga qodir bo'ladi, natijada elektr maydon ta’sirida elektronlar o'tkazuvchanlik zonaning yuqoriroq teshiklar esa valent zonaning quyiroq energetik sathlariga ko'tarilishi mumkin va umuman, elektronlar va teshiklar mos zonalarda maydon yo'nalishi ta’sirida erkin elektronlardek harakat qilishlari mumkin. Bunday jismlar yarimo'tkazgichlar deb ataladi (AW>3eV).