ЭЛЕКТРОННЫЙ ГАЗ


ЭЛЕКТРОННЫЙ ГАЗ
ЭЛЕКТРОННЫЙ ГАЗ

- теоретич. модель, описывающая поведение электронов проводимости в электронных проводниках. В модели Э. г. пренебрегают кулоновским взаимодействием между электронами. Оправданием пренебрежения кулоновским взаимодействием (на качеств. уровне) служит, во-первых, существование ионов кри-сталлич. решётки, эл.-статич. заряд к-рых в среднем компенсирует заряд электронов, а, во-вторых, экранирование зарядов, существенно уменьшающее радиус действия кулоновских сил.

Электроны движутся в периодич. поле кристаллич. решётки. Поэтому состояние отд. электрона определяется его квазиимпульсом p и номером энергетич. зоны s (см. Зонная теория). Закон дисперсии (зависимость энергии 5117-36.jpg электрона в зоне s от квазиимпульса р)- сложная периодич. ф-ция. Э. г.- газ частиц со сложным законом дисперсии.

Как и свободные электроны, частицы Э. г. подчиняются Ферми - Дирака статистике. Э. г.- газ фермионов. Малое число электронов в полупроводниках (по сравнению с металлами) иногда позволяет для описания свойств Э. <г. в полупроводниках использовать Больцмана статистику.

Частицы Э. г. рассеиваются на фононах, друг на друге (межэлектронное рассеяние) и на любых нарушениях периодичности кристаллич. решётки (см. Рассеяние носителей заряда). Поэтому они имеют конечную длину свободного пробега l, конечное время жизни т = l/u, где u - тепловая скорость электрона. Чем лучше выполняются неравенства

5117-37.jpg

тем Э. г. ближе к идеальному газу.

Модель Э. г. позволяет вычислить многие термодина-мич. и кинетич. характеристики электронных проводников. В нек-рых случаях (в полупроводниках) Э. г. может иметь темп-ру, отличную от темп-ры решётки (см. Горячие электроны). Под воздействием высокочастотных эл.-магн. полей Э. <г. металлов и полупроводников (особенно в постоянном магн. поле) ведёт себя как электронная или электронно-дырочная плазма (см. Плазма твёрдых тел); об Э. г. под действием сильного давления см. в ст. Экстремальное состояние вещества.

Исторически первым и простейшим вариантом модели Э. <г. была теория металлов Друде - Лоренца, в к-рой Э. <г. рассматривался как идеальный газ (см. Друде теория металлов). Теорию Друде - Лоренца сменила Зоммерфельда теория металлов, в к-рой учтено вырождение Э. г. Теория Э. <г. по Друде - Лоренцу сохраняет своё значение для полупроводников, если принять во внимание, что число частиц Э. г. зависит от темп-ры, а эффективная масса носителей заряда отлична от массы свободного электрона. Этим учитывается взаимодействие электронов с кристаллич. решёткой.

В электронной теории металлов наряду с моделью Э. г. используется модель электронной ферми-жидкости, когда необходимо и возможно учесть межэлектронное взаимодействие (см. Квантовая жидкость). Реально это удаётся осуществить вблизи основного состояния электронной системы. При kT<<5118-1.jpg, где 5118-2.jpg- ферми-энергия, термодина-мич. ф-лы и многие ф-лы физ. кинетики не изменяются при переходе от модели Э. г. к модели электронной ферми-жидкости, если под 5118-3.jpg понимать энергию квазичастицы (её принято отсчитывать от энергии Ферми). Согласно теории ферми-жидкости, энергия квазичастицьг учитывает взаимодействие между электронами; заряд квазичастицы равен заряду свободного электрона; число квазичастиц равно числу частиц Э. г. В полупроводниках из-за малости числа частиц электронного газа взаимодействие между электронами несущественно. Лит. см. при ст. Металлы, Полупроводники.

M. И. Каганов, Э. M. Эпштейн.


Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "ЭЛЕКТРОННЫЙ ГАЗ" в других словарях:

  • электронный газ — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN electron gas …   Справочник технического переводчика

  • ЭЛЕКТРОННЫЙ ГАЗ — совокупность (см.) проводимости в кристалле или плазме, т.е. электронов, способных участвовать в образовании электрического (см.) …   Большая политехническая энциклопедия

  • электронный газ — elektroninės dujos statusas T sritis chemija apibrėžtis Laisvieji, elektronai kristale (metale) ar plazmoje. atitikmenys: angl. electron gas; electronic gas rus. электронный газ …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • электронный газ — elektroninės dujos statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. electron gas; electronic gas vok. Elektronengas, f rus. электронный газ, m pranc. gaz d’électrons, m; gaz électronique, m …   Fizikos terminų žodynas

  • ЭЛЕКТРОННЫЙ ГАЗ — совокупность электронов проводимости в кристалле или плазме, способных участвовать в образовании электрич. тока …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Двумерный электронный газ — в MOSFET формуруется при приложении напряжения на затвор …   Википедия

  • ГАЗ (состояние вещества) — ГАЗ (франц. gaz, от греч. chaos хаос), агрегатное состояние вещества, в котором составляющие его атомы и молекулы почти свободно и хаотически движутся в промежутках между столкновениями, во время которых происходит резкое изменение характера их… …   Энциклопедический словарь

  • ГАЗ — (франц. gaz, от греч. chaos хаос), агрегатное состояние в ва, в к ром его ч цы не связаны или весьма слабо связаны силами вз ствия и движутся свободно, заполняя весь предоставленный им объём. B вa в газообразном состоянии образуют атмосферу Земли …   Физическая энциклопедия

  • Электронный микроскоп —         прибор для наблюдения и фотографирования многократно (до 106 раз) увеличенного изображения объектов, в котором вместо световых лучей используются пучки электронов, ускоренных до больших энергий (30 100 кэв и более) в условиях глубокого… …   Большая советская энциклопедия

  • Вырожденный газ —         газ, свойства которого существенно отличаются от свойств классического идеального газа вследствие квантовомеханического влияния одинаковых частиц друг на друга. Это взаимное влияние частиц обусловлено не силовыми взаимодействиями,… …   Большая советская энциклопедия

Книги

Другие книги по запросу «ЭЛЕКТРОННЫЙ ГАЗ» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.