Kristallide difraktsioon-uuringuiks tuleb asutada lühikesi laineid: röntgenkiirgust, elektornide või neutronite kimpe. 1.1.2 Metalliline side Metall koosneb positiivsetest aatomitest. Iga metalli aatom:ä 1. koosneb positiivsetest ioonidest 2. annab ära elektrone Kui metalli aatomid kõrvuti panna, siis nende elektronid kollektiseeruvad. Neid metalle hoiab koos positiivse aatomi ja negatiivse elektronpilve külgetõmbejõud. 1.2 Energiatsoonid Tahkistes muunduvad aatomite/ioonide väliselektronide energiatasemed mitme eC laiusteks energiatsoonideks, mille hõivamine elektronide poolt järgib tõrjutusprintsiiibi ja mis on ühised kogu kristallile. 1.2.1 Energiatsoonide tekkimine Kristallid on aatomis tihedasti koos ja mõjutavad üksteist tugevasti. Elektronkatte sisekihtide elektornide energiatasemed jäävad kristallis peaaegu muutumatuks, kuid väliselektronide tasemed paisutab elektriline vastastikmõnu laiadest, mitme
Tahkiste struktuur 1.Valents elektronide energiatasemed jagunevad kristallis alatasemeteks- Moodustavad energiatsoonid. 2.Lubatud energiatsoonide täitumine elektronidega toimub vastavuses energia miinimumi printsiibiga ja Pauli keeluprintsiibiga.3.Energiatsoonid liigitatakse tahkistes lubatud ja keelutsoonideks selle alusel,et tahkiste energiatsoonides on piirkondi,kus laine omaduste tõttu võib olla elektrone ja kus mitte.4.Energia suurenemisel laienevad lubatud tsoonid ja keelutsoonid muutuvad kitsamaks.5.Tsoonide täitmisel esineb kolm võimalust:a)Esinevad vaid täielikult täidetud ja päris tühjad tsoonid b)Viimane hõivatud tsoon on vaid osaliselt täidetud
Keelutsoon- lubatud energiatsoonide vahele jäävad piirkonnad, millele vastavat energiat ei saa elektron omada. Energiatase- stats.olekule vastav energia. Energiatsoon- pidev lubatud energiate vahemik. Juhtide: puhul jäävad osa lubatud energiatsoonidest täitmata ning keelutsoonid lubatud tsoonide vahel on kitsad. Valentstsooni on osaliselt täitsetud. Juba nõrk elektriväli põhjustab eletronide siirdumise vabadele alatasemetele. Dielektrikutes: on energiatsoonid täielikult täidetud eletronidega ja keelutsoonide laiused on nii suured, et nendest üle viia elektrone pole võimalik. Ei jätku energiat. Valentstsoon on täileikult täidetud. Pooljuhtide: korral on valentstsoon ka täielikult täidetud elektronidega, kuid keelutsoon seevastu kitsas. Energia juurde saamisel võivad mõned elektronid ületada keelutsooni ja siirduda järgmisesse täitmata lubatud tsooni juhtivustsooni.
Iooniline side tekib positiivsete ja negatiivsete ioonide vahel. Kovalentne side tekib ühtlustunud elektronpaaride vahendusel. 3. Kristallvõre Kristallis on aatomid või ioonid paigutunud korrapäraselt ruumvõresse. Võredefekt kristallvõres esinev defekt (mida mööda kristall murdub): üksikud aatomid/ioonid paiknevad vales kohas mõned võresõlmed on tühjad ehk vakantsed kristallidesse on lisatud teisi keemilisi elemente 4. Energiatsoonid: Lubatud tsoonid kristallis vastavatele valentselektronidele lubatud energiatasemed Keelutsoonid eraldavad lubatud tsoone üksteisest Valentstsoon viimane elektronidega täielikult täidetud lubatud tsoon Juhtivustsoon valentstsoonile järgnev lubatud tsoon, mis on elektronidega täitmata või osaliselt täidetud Hübriidtsoon kaks viimast tsooni täituvad 5. Valentselektron väliskihi elektron
neile siseomased täpsuspiirangud (Heisenbergi ebatäpsussuhted, 1927): on osakest iseloomustavate suuruste paare, milles kumbagi suurust ei saa korraga mõõta suvalise täpsusega. Ühe minimaalne mõõteviga on pöördvõrdeline teise suuruse mõõteveaga. Kaasaegne aatomimudel · Aatom kui elektronpilv de Broglie lained (1923). Demo · Kvant- ehk lainemehaanika rajaja L.deBroglie statsionaarsete orbiitide seisulained. Energiatsoonid aatomis Eristatakse lubatud energiatsoone ja keelutsoone. Lubatud tsoonis saavad elektronid olla, aga keelutsoonis mitte. Lubatud tsoonid on lahutatud omavahel keelutsoonidega. Probleem on selles, kas elektronil on piisavalt energiat, et keelutsoonist üle hüpata ühest lubatud tsoonist teise. Selle põhjal eristataksegi metalle, pooljuhte ja dielektrikuid. Tahkiste struktuur · Energiatasemed tahkises. Tahkis tahke keha. Tahked
Tahkistes on aatomid tihedasti koos ja mõjutavad üksteist. Elektronkatte sisekihtide elektronide energiatasemed on muutumatud, aga tahkistes muunduvad aatomi väliskihi elektronide ehk valentselektronide energiatasemed mitme elektronvoldi laiusteks energitatsoonideks. Lubatud energiatsoonid on üksteisest lahutatud keelutsoonidega. Keelutsoon on selliste elektroni energia väärtuste piirkond, mille korral ei teki stabiilseid elektroinlaineid. Elektronid ei saa omada selliseid energiaid, mis jäävad antud tsooni Enerigatsoonid: 1.Valentsitsoon 2.keelutsoon 3.Juhtivustsoon METALLID. Metallides on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni
elektriline tõmbejõud. Nt: NaCl korral läheb naatriumi elektron kloori väliskihti ja tekivad ioonid Na+ ja Cl-. Kovalentne side tekib siis kui väliselektronide spinnid on antiparalleelsed. Nt: H2 molekul tekib siis kui elektronide spinnid on vastassuunalised. 2. Iseloomusta metalli siseehitust. Metallide välimises elektronkihis on tavaliselt 1-2 elektroni. Metallide aatomid paiknevad ruumis korrapäraselt. 3. Miks ja millest tekivad juhtides energiatsoonid? Kristallides on aatomid või ioonid paigutunud korrapärase ruumivõrena. Naaberaatomite välised elektronkatted mõjutavad üksteist ja selle tulemuseks on aatomite väliskihi elektronide ehk valentselektronide muundumine mitme elektronvoldi laiusteks energiatsoonideks. 4. Kuidas nimetatakse erinevaid energiatsoone ja mille poolest need üksteisest erinevad? Keelutsoon – Vahemaa, milles elektronid ei saa omandada energiat nende laineomaduste tõttu.
Energia määramatus E on siis väga suur, piltlikult öeldes, sellesse mahub ära ka "allatõukeks" vajalik mõjutamisenergia. Tunneliefekt- mikroosakese läbiminekut potentsiaalibarjäärist. NT: Elektronid on suutelised läbima lõpliku paksuse ja kõrgusega barjääri Kvantarvud- süsteemi olekut iseloomustav väärtus kvantmehhaanikas. NT: spinni kvant on ½ Tõrjutusprintsiip ehk Pauli printsiip- kaks samas aatomis paiknevat elektroni ei saa olla samas kvantolekus Energiatsoonid metallides, dielektrikutes ja pooljuhtides- Pooltäidetud tsooni elektronid ongi liikumisvõimeline elektrongaas metallides. Kõrgeimal hõivatud tasemel kaks elektroni. Nüüd täidetakse kristallis kõrgeim hõivatud tsoon "pilgeni". Nõnda kujunevad dielektrikud ja pooljuhid. n-tüüpi pooljuht-on pooljuht, mis on negatiivse laenguga (nim elektronjuhtivuseks) p-tüüpi pooljuht on pooljuht, mis on positiivse laenguga augud (nim aukjuhtivuseks)
Metall tahkis, milles viimane hõivatud energiatsoon on vaid pooleldi täidetud elektronidega (juhtivustsoon) või on moodustunud hübriidtsoon, st valents- ja juhtivustsoon osaliselt kattuvad, keelutsoon puudub. (E=0) Pooljuht tahkis, mille valentstsoon on täielikult täidetud, kuid keelutsoon on kitsas (E=1 3eV). Valguse või soojuse mõjul saavad elektronid siirduda valentstsoonist juhtivustsooni. Dielektrik tahkis, milles esinevad vaid täielikult täidetud ja päris tühjad energiatsoonid. Keelutsooni suure laiuse tõttu ei saa välimine elektriväli põhjustada elektronide siirdumist valentstsoonist juhtivustsooni. (E=510eV).
Valentselektron elektronkatte välisekihi elektron Auk - tekib, kui eletron lahkub valentstsoonist ja moodustub vakants Kristallid vastavalt energiatsoonidele: · Elektrijuhid (Metallid) tahkised, milles on osaliselt täidetud valentstsoon ja hübriidtsoon · Pooljuhid tahkised, mille valentstsoon on küll täielikult täidetud, kuid keelutsoon on kitsas (1...3eV) · Dielektrikud - tahkised, milles esinevad vaid täielikult täidetud energiatsoonid, keelutsooni laius on 5....10 eV Aukjuhtivus on aukude siirdumine välise elektrivälja mõjul ühelt alatasemelt teisele pooljuhi valentstsoonis Akseptornivoo on keelutsoonis, valentstsooni läheduses painev energiatase, millele võivad siirdda akseptorlisandi elektronid valentstsoonist Doonornivoo - on keelutsoonis, juhtivustsooni läheduses paiknev energiatase, mille täidavad doonorlisandi elektronid
omadusi. Aatomeid seob molekulideks ja kristallideks keemiline side,mille põhiliigid on ioon-ja kovalentside. Ioonside tekib positiivsete ja negatiivsete ioonide vahel,kovalentside-elektronpaaride ühistamisel Ühinevate aatomite tuumade tõuge tasakaalustatakse nii,et elektronpilve tihedus on suurim tuumade vahelises alas.Sellist sidet nimet. kovalentseks e. homeopolaarseks. Metallis:väliselektronide tasemed saavutavad aatomite elektrilise vastasikmõju toimel laiad mõõtmed e. energiatsoonid,mis hõivatakse energia miinimumprintsiibi(tõrjutusprintsiibi)järgi. Pooltäidetud tsooni elektronid moodustavad metallides liikumisvõimelise elektrongaasi. Dielektrikus pooljuhis:aatomi kõrgemal hõivatud tasemel on 2 vastasprintsiibiga elektroni,liikumisruumi ei ole Täidetud ja tühjatsooni energiate vahet ei saa elektron omandada,sest tema liikumine on laineline s.o keelutsoon Valentstsoon-hõivatud tsoon,mis täitub valentselektronidega.
energiatsoonideks. Energitasemete teisenemine energiavööndeiks tsoonideks aatomite liitumisel kristalliks ( joonis P aatomi põhitase, Epõhitasemele järgnev ergastustase, Ekeelutsoon) Kuna metallides on kõrgeim hõivatud energiatsoon ainult osaliselt elektronidega asustatud, on nad head elektrijuhid: elektronid saavad tsooni hõivamata ossa tõustes ammutada elektriväljalt energiat ja liikuda. ( joonis Energiatsoonid metallides, pooljuhtides ja dielektrikutes) Tavatemperatuuridel ergastab soojusliikumine pooljuhtides elektrone üle kitsa (1eV) keelutsooni kõrgemasse tsooni juhtivustsooni, jättes valentstsooni tühikuid auke. Auk käitub elektriväljas nagu positiivse laenguga voolukandja. Pooljuhti läbiv vool liitub elektronide ja aukude voogudest Dielektrikuis ning tugevasti külmutatud pooljuhtides on valentstsoon elektronidega täidetud,
väliselektronide tasemed paisutab aatomite elektriline vastastikmõju laiadeks, mitme elektronvoldi laiusteks energiatsoonideks. Kui kristallis on ühinenud N aatomit, hargneb iga tase tsoonis N alatasemeks. Kehtima jääb Pauli tõrjusetusprintsiib. 4. Kuidas liigitatakse tahkised nende elektrijuhtivuhtivuse järgi? metall(juht), pooljuht, dielektrik 5. Mispoolest erinevad metalli, pooljuhi ja dielektriku energiatsoonid? Metallid ja pooljuhid neelavad valgust, dielektrikud on läbipaistvad. Dielektrikutes ja pooljuhtides on kõrgeim hõivatud tsoon. Metallides on kõrgeima hõivatud taseme tsoon vaid osaliselt täidetud. Pooljuhtide keelutsoon on dielektrikute omast kitsam. 6. Selgita mõisted: *keelutsoon-elektronide laineomaduste tõttu ei saa omandada energiaid, mis jäävad täidetud ja tühja tsooni vahele. *Valentsitsoon-viimane elektronidega täidetud lubatud tsoon.
Kasut tempi mõõtmisel. b)fototakisti pooljuhtseade, mille takistus sõltub valgustatusest (fotoefekt).Kasut välisvalgustuse töölepanemisel. c)pooljuhtdiood see on hermeetiliselt suletud pn-siire. Tingmärk: d)transistor koosneb pnp või npn tüüpi pooljuhtidest. Kasut signaalide võimendamisel. e)kiip koosneb mitmest dioodist, transistorist, takistist,kondensaatorist. 15. Energiatsoonide tekkimine: metallides, dielektrikutes ja pooljuhtides on energiatsoonid. Neid nim valentstsoonideks, juhtivustsoonideks ja keelutsoonideks, Tsoonid tekivad aatomite lähenemisel, mille tulemusel tekivad tahkised. a)metall valentstsoonis ja juhtivustsoonis on palju vaba ruumi, head elektrijuhid. b)pooljuhid keelutsoon kitsas, juhtivustsoon tühi, valentstsoon täidetud,mõningad elektronid suudavad minna juhtivustsooni. Juhib teatud tingimustel el.voolu.
2) Aatom kiirgab valgust suurema energiaga E' statsionaarsest olekust väiksema energiaga E" statsionaarsesse olekusse üleminekul. Kiiratud footoni energia võrdub statsionaarsete olekute energiate vahega. Valguse kiirgumine Suuremalt orbiidilt väiksemale tulles aatom kiirgab energia hulga Valguse neeldumine Selleks, et elektron läheks suuremale orbiidile, peab aatomis energia neelduma. Tahkiste struktuur: Energiatasemed tahkises Lubatud energiatsoonid ja keelutsoonid. Lubatud tsoonis saavad elektronid olla, keelutsoonis mitte. Lubatud tsoonid on omavahel lahutatud keelutsoonidega. Probleem seisneb selles, kas elektronil on piisavalt energiat, et lubatud tsoonist üle hüpata keelutsooni. Selliste energiatasemete põhjal võib eristada juhte, pooljuhte ja dielektrikuid. Metall(juht) Metallides on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud
Sõltub difraktsiooni difagreeruvate lainete pikkusest kui ka võrekonstandist. 3. Kuidas muunduvad aatomite kõrgemad energiatasemed, kui aatomid (ioonid) ühinevad kristalliks? Lk 59 väliselektronide tasemed paisutab aatomite elektriline vastastikmõju laiadeks, mitme elektronvoldi laiusteka energiavöötmeteks e energiatsoonideks. 4. Kuidas liigitatakse tahkised nende elektrijuhtivuse järgi? Lk 60 Dielektrikud, pooljuhid ja juhid 5. Mispoolest erinevad metalli, pooljuhi ja dielektriku energiatsoonid? Lk 60 METALLI energiatsoon väliskihi elektronide energiatsoon on osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa. DIELEKTRIKU energiatsoon väliskihi elektronide energiatsoon on elektronidega täielikult täidetud. Elektronidel puudub liikumisvabadus, kuna vabad astmed puuduvad. POOLJUHI energiatsoon väliskihi elektronide energiatsoon on elektronidega täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on kitsam kui dielektrikutel. 6
1. Ioonside - Positiivsete ja negatiivsete ioonide vahel tekib tõmme, mis neid koos hoiab. Näiteks NaCl-s Na on ära andnud oma välise elektroni Cl-le. Kovalentne ehk homeopolaarne side - Kummaltki ühinevalt aatomilt ühistatakse üks elektron vastasspinnidega elektronpaaridest. Näiteks H2 moodustamisel ühistatakse kummagi aatomi 2 elektroni. 2. Metalli aatomis on kõrgeimal hõivatud energiatasemel ainult üks elektron. Tõrjutusprintsiip lubab tsooni igale alatasemele asuda kahel vastassuunaliste spinnidega elektronil, seetõttu jääb kõrgeim hõivatud tsoon pooleni täidetuks. Selle tsooni elektronid moodustavad liikumisvõimelise elektrongaasi. 3. Kristallis olevate aatomite elektronkatete väliselektronide tasemed paisutab aaatomite elektriline vastastikõju laiadeks energiatsoonideks. Kehtima jääb energia miinimumprintsiip koos Pauli tõrjutusprintsiibiga. 4. Keelutsoon - Vahemik, milles elektronid ei saa omandada energiad nende laineomaduste...
1926. W. Heisenberg ja E. Schrödinger. Kvantmehaanika on õpetus mikromaailma objektide liikumisest. Põhiseisukohad on: 1. Aineosakestel on laineomadused (st osake võib käituda lainena). 2. Mikroosakeste käitumine on tõenäosuslik (ei ole täpselt ennustatav). Kvantmehaanika võtab arvesse osakeste liikumise kirjeldamisel nii korpuskulaarseid kui ka lainelisi aspekte. 6. teema - energiatasemed tahkistes · Tahkis - kristallilised kehad. · Energiatsoonid Kristallides on aatomid või ioonid paigutunud korrapärase ruumvõrena. Naaberaatomite välised elektronkatted mõjutavad üksteist. Selle tulemuseks on, et aatomite väliskihi elektronide ehk valentselektronide energiatasemed muunduvad mitme elektronvoldi laiusteks energiatsoonideks (1eV = 16×10-19 J). Tahkistes tekivad ühistatud elektronid, mis kuuluvad kogu kristallile. Ka tsoonid on ühised kogu kristallile. Energiatsoonis on alatasemete energiate
erinevus Elektrostriktsioon Pinge, deformatsioon Deformatsioon, pinge Deformatsioon, Magnetostriktsioon Magnetväli, deformatsioon magnetväli 2.1 Energiatsoonid pooljuhis.Vabade laengukandjate energia sõltuvus impulsist. Pooljuhtide elektrijuhtivus Teatavasti on kristallis aatomite diskreetsed energianivood elektronidele laienenud energiatsoonideks (joonis 2.1). Näiteks Si ja Ge korral on väliskihis 4 elektroni (kaks s ja kaks p elektroni), aga seal on 8 lubatud olekut (nivood): 2 s nivood ja 6 p nivood. Tsoonide moodustamisel jääb 4N nivood valentstsooni ja 4N nivood juhtivustsooni (N on aatomite arv kristallis). Elektronide arv on aga 4N
Nii näiteks piisab 10 ...10 % lisandihulgast aine omaduste tunduvaks teisendamiseks. Kuna kristallis on aatomid tihedalt koos, mõjustavad nad üksteist tugevasti ja elektronkatte sisekihtide elektronide energiatasemed jäävad kristallides peaaegu muutumatuteks, kuid väliselektronide tasemed paisutab aatomite vastastikune elektriline elektriline vastasmõju laiadeks, mitme elektronvoldi laiusteks energiavöötmeteks ehk energiatsoonideks. Em Energiatasemed üksikaatomis Energiatsoonid kristallis Ek Elektronid saavad vastu võtta välist energiat ainult siirete kaudu vabadele kõrgematele tsooni asustamatele alatasemetele. Elektroni laineomaduste tõttu ei saa nad omada energiat täidetud ja tühja tsooni vahel, seepärast nimetatakse vahemikku keelutsooniks. Energia suurenemisel suurenevad lubatud energiatsoonide laiused ja vähenevad neid eraldavate keelutsoonide laiused. Metallides valentstsoon piirneb juhtivustsooniga ( ühtaegu mõlemad tsoonid ). Selles on
täisarvkordne. 3. kiirguse postulaat aatomi üleminekul statsionaarsest olekust energiaga Em olekusse energiaga En kiiratakse või neelatakse energiakvant hf, mis võrdub nende olekute vahega. 20 Tahkiste struktuur Tahkis säilitab oma kuju ja ruumala. Molekulid saavad võnkuda tasakaaluasendi ümber, kuid tasakaaluasendit muuta ei saa U0>>E Energiatsoonid tahkistes: Metall tahkis, milles viimane hõivatud energiatsoon on vaid pooleldi täidetud elektronidega (juhtivustsoon) või on moodustunud hübriidtsoon, st valents- ja juhtivustsoon osaliselt kattuvad, keelutsoon puudub. (E=0) Pooljuht tahkis, mille valentstsoon on täielikult täidetud, kuid keelutsoon on kitsas (E=13eV). Valguse või soojuse mõjul saavad elektronid siirduda valentstsoonist juhtivustsooni.
Kristallvõredes esineb sagedasti defekte. Metallilistel kristallidel moodustub side üle kogu metalli leviva nn. Elektrongaasi abil 22.11.12 33 Kristallide energiavöötmed · Kristallvõres paiknevad aatomid mõjutavad üksteist · Sisemiste elektronkihtide struktuur eriti ei muutu · Välimiste kihtide tasemed moodustavad mitme eV laiused vöötmed e energiatsoonid · Kui kristallis on ühinenud N aatomit, moodustub ka N energiataset · Tasemed hõivatakse energia miinimumi ja Pauli keeluprintsiibi alusel 22.11.12 34 Ainete liigid energiatasemete järgi · Metallid valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud Energia Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes
2. Mida näitab materjali elektrijuhtivus? materjal on võimeline juhtima elektrivoolu. 3. Materjalide kvalifikatsioon elektrijuhtivuse järgi? Vastavalt klassikalisele skeemile on 3 erinevat tüüpi materjale: elektrijuhid, pooljuhid ja isolaatorid. 4. Millised on laengukandjad elektroonses elektrijuhtivuses? elektronid 5. Millised on laengukandjad ioonilises materjalides? Laetud ioonid 6. Miks tekivad tahke aine moodustumisel energiatsoonid? viies aatomid üksteise lähedusse, nii et toimub korrastatud kristallstruktuuri teke siis aatomite elektronide ja tuumade vahel algab koosmõju. Koosmõju tulemusena N aatomi elektronnivood jagunevad N üksteise ligidal paiknevaks elektronnivooks, mis moodustavad kogumiku (energiatsooni) 7. Materjalide neli võimalikku tsoonistruktuuri? 8. Millised on metallide tsoonistruktuurid? 1) täis valentstsoon ja normaalolekus tühi
Aatomifüüsika. Rutherfordi katse ja planetaarne aatomimudel. Vesiniku kiirgus. Bohri aatomimudel. Bohri postulaadid. Statsionaarsed olekud. De Broglie hüpotees. Mikroosakeste lainelised omadused. Kvantmehaanika teke ja põhiideed. Mikromaailma täpsuspiirangud. Kvantarvud. Pauli printsiip. Aatomi kirjeldamine nelja kvantarvuga. Elementide perioodilisuse süsteem. Mikromaailma uurimisvahendid: elektronmikroskoop, tunnelmikroskoop, aatomjõumikroskoop. Tahkise struktuur. Energiatsoonid tahkises. Lubatud tsoon ja keelutsoon. Metalli, dielektriku ja pooljuhi elektrijuhtivuse seletamine lähtudes tsooniteooriast. Kiirgus ja spektrid. Kiirguse tekkimine, ergastuse eluiga, lainejada. Spontaanne ja stimuleeritud kiirgus. Laser. Laserite kasutamine. Kiirgusspekter. Neeldumisspekter. Pidevspekter, joonspekter. Spektraalanalüüs ja selle kasutamine. Infravalgus. Ultravalgus. Röntgenkiirgus ja selle saamine. Relatiivsusteooria alused. Erirelatiivsusteooria ja üldrelatiivsusteooria
Metall tahkis, milles viimane hõivatud energiatsoon on vaid pooleldi täidetud elektronidega (juhtivustsoon) või on moodustunud hübriidtsoon, st valents- ja juhtivustsoon osaliselt kattuvad, keelutsoon puudub. (E=0) Pooljuht tahkis, mille valentstsoon on täielikult täidetud, kuid keelutsoon on kitsas (E=1 3eV). Valguse või soojuse mõjul saavad elektronid siirduda valentstsoonist juhtivustsooni. Dielektrik tahkis, milles esinevad vaid täielikult täidetud ja päris tühjad energiatsoonid. Keelutsooni suure laiuse tõttu ei saa välimine elektriväli põhjustada elektronide siirdumist valentstsoonist juhtivustsooni. (E=510eV). Tuumafüüsika Aatomi tuum koosneb nukleonidest prootonidest ja neutronidest, mida hoiavad koos tuumajõud. Prooton positiivse laenguga (+e) osake, mass = u. Neutron neutraalne osake, mass = u, aatommassi ühik u=1,66*10-27 kg. Prootonite arv määrab elektronide arvu neutraalses aatomis. Prooton positiivse laenguga osake.
Aatom asub põhiolekus, kus energia on vähim. Valguse kiirgumine elektron läheb üle madalamale energiatasemele (tuumale lähemale), siis kiirgub footon. Valguse neeldumine elektron läheb üle kõrgemale energiatasemele (tuumast kaugemale), siis neeldub footon. Energiatasemed tahkistes Tahkistes muunduvad valentselektronide energiatasemed naaberaatomite elektronidega toimuva vastastikmõju käigus mitme elektronvoldi laiusteks energiatsoonideks. Lubatud energiatsoonid on üksteisest lahutatud keelutsoonidega. Metallides (juhtides) on energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud, seega on nad ka head elektrijuhid. Elektronid saavad võtta elektriväljalt lisaenergiat ja nii ka liikuda ja põhjustada elektrijuhtivust. Pooljuhtides on energiatsoon madalal temperatuuril elektronide poolt küll täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on kitsam (1-2eV) kui dielektrikutes. Seetõttu suudavad elektronid juba toatemperatuuril
2 n = 3 0 1 W i 1 n = 2 0 W n = 1 valentsnivoolt nivoole n=3, l=0 vajalik energiakvant. Kristallis 0 elektronide energianivood nihkuvad, nihe on umbes 10-20 eV (Pauli printsiip!) Tekivad energiatsoonid. Valentsnivoodel on naaberaatomite elektronide vastastikune mõju suurem ja nivoodest tekivad laiemad tsoonid Tsoonide teke - Valentsnivoode nihkumisega tekib valentstsoon. Liituvad ka valentselektronide nivoodest kõrgemal asuvad elektronidega täitmata energianivood. Neist moodustub vabatsoon. Kui valentstsoonis osa võimalikke olekuid on elektronidega täitmata, tekib nende vaba liikumise võimalus kristalli piires. Selliste omadustega on kõik metallid.
5.Mis on ruumvõre? Aatomite paigutus tahkes kehas, kus aatomid asetsevad punktidena 3 dimensioonis kulgevate joontevõrgud lõikekohtades. 6.Pakkefaktori väärtus HTP rakus? 74% 7.Kuidas arvutada lineaarset aatomtihedust? FI(pl)=(aatomdiameetrite arv määratletud pikkusel antud suunas)/(suuna pikkus) 8.Mis on foononid? Foononiks nim defekte mis tekivad aatomite võnkumisest enda võreasendi ümber kristallvõres, mis tekitab vibratsioone. 9.Miks tekivad tahke aine moodustumisel energiatsoonid? Kui viime aatomid üksteise lähedusse, siis algab koosmõju, mille tulemusena aatomi elektronnivood jagunevad üksteise ligidal paiknevaks elektronvooks. 10.Millised on kiirguse elektromagneetilise spektri osad? Radioaktiivne kiirgus, röntgenkiirgus, ultraviolett, nähtav valgus, infrapunane valgus, raadiolained 11.Mitu faasi on tasakaalus kolmikpunktis? 12.Analüüsige binaarset eutektikaga olekudiagrammi. 10 1.Mis on metallid?
5.Mis on ruumvõre?Aatomite paigutus tahkes kehas, kus aatomid asetsevad punktidena 3 dimensioonis kulgevate joontevõrgu lõikekohtades. 6.Pakkefaktori väärtus HTP rakus?74% 7.Kuidas arvutada lineaarset aatomtihedust= (aatomdiameetrite arv määratletud pikkusel antud suunas)/(suuna pikkus) 8.Mis on foononid?Foononiks nimetatakse defekte mis tekivad aatomite võnkumisest enda võreasendi umber kristallvõres, mis tekitab vibratsioone. 9.Miks tekivad tahke aine moodustumisel energiatsoonid? Kui viime aatomid üksteise lähedusse, siis algab koosmõju,mille tulemusena aatomi elektronnivoodjagunevad üksteise ligidal paiknevaks elektronvooks .10.Millised on kiirguse elektromagneetilise spekteri osad? Radioaktiivne kiirgus, röntgenkiirgus, ultraviolett nähtav valgus, infrapunane valgus, raadiolained. 11.Mitu faasi on tasakaalus kolmikpunktis? Kolm (tahke, vedel, gaas)- ühekomponendilises süsteemis, vabadusastmetearv on null 10 pilet 1.Mis on metallid
Igal energiaolekul tsoonis võib paikneda 2 erinevasuunalise spinniga elektroni. Antud tsoon sisaldab vaid elektrone, mis on vastavad isoleeritud aatomi vastavale nivoole. Näiteks neljas energiatsoon sisaldab endas kõik isoleeritud aatomite neljanda nivoo elektronid. On võimalik, et osa tsoone on tühjad või täidetud vaid osaliselt. Materjali elektrilised omadused on otseselt määratud tema tsoonistruktuuriga, s.o. kuidas paiknevad tema energiatsoonid ja mil määral on nad täidetud. Tsooni, kus paiknevad kõrgeima energiaga ehk valentselektronid, nimetatakse tavaliselt valentstsooniks. Järgmist lubatud, tavaliselt tühja, energiatsooni nimetatakse juhtivustsooniks. O K juures on võimalik neli erinevat tsoonistruktuuri (joon. 7.20). Joonis 7.20a juhul on valentstsoon vaid osaliselt täidetud elektronidega. Energiat, mis vastab kõrgemale täidetud olekule temperatuuril O K nimetatakse Fermi nivooks E f . Antud tsooniskeem on tüüpiline
annaabi.ee 
