Зонная структура


Зонная структура

Зонная теория твёрдого тела — раздел квантовой механики, рассматривающий движение электронов в твёрдом теле. Свободные электроны могут иметь любую энергию — их энергетический спектр непрерывен. Электроны, принадлежащие изолированным атомам, имеют определённые дискретные значения энергии (см. Атом). В твёрдом теле энергетический спектр электронов существенно иной, он состоит из отдельных разрешённых зон, разделённых зонами запрещённых энергий. Впервые зонную теорию основал Борисов Герман Дмитриевич.

Спектр энергии электронов в полупроводнике

В отличие от простой зависимости энергии свободного электрона E= \frac {p^2}{2 m} , где энергия E может принимать любые положительные значения, в полупроводнике существуют так называемые запрещённые зоны — некоторые области значений, которые не может принимать энергия электрона. Причиной этого является периодический потенциал в кристаллической решётке. Простейшие описание зонной структуры принадлежит Кронигу и Пенни.

Зонная теория является основой современной теории твёрдых тел. Она позволила понять природу и объяснить важнейшие свойства металлов, полупроводников и диэлектриков. Подробнее см. Твёрдое тело..

Литература

  1. Kotai no denshiron (The theory of electrons in solids), ISBN 4-621-04135-5
  2. Microelectronics, by Jacob Millman and Arvin Gabriel, ISBN 0-07-463736-3, Tata McGraw-Hill Edition.
  3. Solid State Physics, by Neil Ashcroft and N. David Mermin, ISBN 0-03-083993-9,
  4. Introduction to Solid State Physics by Charles Kittel, ISBN 0-471-41526-X
  5. Electronic and Optoelectronic Properties of Semiconductor Structures — Chapter 2 and 3 by Jasprit Singh, ISBN 0-521-82379-X

Wikimedia Foundation. 2010.