Закон Гесса. Изменение энергии Гиббса и направление реакции. Свободная энергия Гельмгольца
Download 0.61 Mb. Pdf ko'rish
|
Назаржонов.А ПДФ
|
Разделение веществ на полупроводники и диэлектрики весьма условно, потому материалы с шириной запрещённой зоны более 3—4 эВ и менее 4—5 эВ иногда относят к широкозонным полупроводникам — материалам, совмещающим свойства и диэлектриков и полупроводников. К широкозонным полупроводникам относят алмаз (5-6 эВ), GaN (3,4 эВ), ZnS (3,56 эВ), ZnO (3,4 эВ). В то же время к диэлектрикам обычно относят TiO2 (3,0 эВ), Та2О5 (4,4 эВ), Al2O3 (~7 эВ), SiO2 (~9 эВ), HfO2 (~5,4 эВ) и мн. др. При достаточно высоких температурах все диэлектрики приобретают полупроводниковый механизм электропроводности. Отнесение вещества к тому или иному классу больше зависит от способа использования или предмета изучения вещества тем или иным автором. Иногда в классе полупроводников выделяют подкласс узкозонных полупроводников — с шириной запрещённой зоны менее 1 эВ. Зонная теория является основой современной теории твёрдых тел. Она позволила понять природу и объяснить важнейшие свойства проводников, полупроводников и диэлектриков. Величина запрещённой зоны между валентной зоной и зоной проводимости является ключевой величиной в зонной теории, она определяет оптические и электрические свойства материала. Поскольку одним из основных механизмов передачи электрону энергии является тепловой, проводимость полупроводников очень сильно зависит от температуры. Также проводимость можно увеличить, создав разрешённый энергетический уровень в запрещённой зоне путём легирования. C помощью легирования создаются все полупроводниковые приборы: солнечные элементы (преобразователи света в электричество), диоды, транзисторы, полупроводниковые лазеры и другие. Нахождение собственных функций и значений уравнения Шрёдингера по сути складывается из двух частей. Первая часть — это определение периодического потенциала, вторая сводится к решению уравнения при данном потенциале. Расчёт зонной структуры конкретных полупроводников крайне затруднен в силу целого ряда причин, и прежде всего потому, что отсутствует аналитическое выражение для Поэтому при любых расчётах в формулах содержатся некоторые параметры, значение которых определяется на основе сравнения с экспериментальными данными. Например, ширина запрещённой зоны определяется только экспериментально. Наиболее широко в конкретных расчетах зонной структуры используются следующие методы: 1. Метод линейных комбинаций атомных орбит (ЛКАО). 2. Метод присоединённых плоских волн (ППВ или APW — Augmented Plane Waves). 3. Метод Функции Грина (Корринги — Кона — Ростокера, или ККР). 4. Метод ортогонализированных плоских волн (ОПВ). 5. Метод псевдопотенциала. 6. Различные интерполяционные схемы (kp) – метод, эмпирический метод псевдопотенциала, комбинированный метод псевдопотенциала и ЛКАО). |
