2.mille poolest erinevad metalli pooljuhi ja dielektriku energiatsoon? Metallides on kõrgeim hõivatud energiatsoon ainult osaliselt elektronidega asendunud. Dielektrikus on, aga kõrgeim hõivatud energiatsoon-valentsitsoon elektronidega täidetud.metallides saavad elektronid tsooni hõivamata ossa tõustes ammutada elektriväljalt energiat ja liikuda.dielektrikus liikumisvabadus puudub,elektrivool ei pääse läbi///valentsitsooni täituvuse ja keelutsooni laiuse poolest. 3.selgita mõisted: keelutsoon, valentsitsoon, juhtivustsoon. Keelutsoon-vahemikku, kus elektronide laineomaduste tõttu ei saa nad omandada energiaid, mis jäävad pilusse deltaE täidetud ja tühja tsooni vahel. Valentsitsoon-hõivatud tsooni täitumine kristallaatomite väliskatte elektronidega e.valentselektronidega. Juhtivustsoon- keelutsooni kõrgem tsoon. Et pooljuhi keelutsoon on suhteliselt kitsas, saab mõningane osa valentsitsooni elektronidest kristallvõre soojusvõnkumisest küllalt enrgait, et hüpata
4. Metallid: on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes elektrivoolu põhjustavalt elektriväljalt lisaenergiat. Elektronid saavad liikuda ja seetõttu ongi metallid head elektrijuhid. Pooljuhid: on valentselektronide energiatsoon ehk valentsitsoon küll elektronidega täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on palju kitsam (1-2 eV) kui dielektrikutes. Elektronid suudavad minna valentsitsoonist järgmisse lubatud tsooni ehk juhtivustsooni, jättes valentsitsooni maha täitmata elektronseisundeid ehk auke, mis käituvad nagu positiivse laenguga osakesed, st võtavad ka osa elektrijuhtivusest. Paar elektron-auk võib pooljuhis tekkida näiteks pealelangeva valguse footoni arvel. Sellest ka nimetus pooljuht, sest tema elektrijuhtivus on muudetav mingi välisteguri (valgus, temperatuur) mõjul.
· Iooniline side positiivsete ja negatiivsete ioonide vahel Keemiliste sidemete tekkimine tekib aatomite ,,annetamise" või ,,ühistamise" teel Kristallvõre aatomid/ioonid on paigutatud korrapäraselt ruumvõresse Võredefekt: · Üksikud aatomid või ioonid paiknevad vales kohas · Mõned võresõlmed on vakantsed (tühjad) · Kristalli on lisatud teisi keemilisi elemente · Terasele lisati Cr ja Ni - roostevaba teras Keelutsoon on energiatsoon, millele vastav energiavahemik on elektronidele laineomaduste tõttu keelatud Lubatud tsoon- on kristallis valentselektronide energiatasemete jagunemisel tekkinud alatasemete kogum, millele vastavad energiad on elektronidele lubatud Valentstsoon - on viimane elektronidega täielikult täidetud lubatud tsoon Juhtivustsoon valentstsoonile järgnev elektronidega täitmata või osaliselt täidetud lubatud tsoon Hübriidtsoon tekib siis, kui kaks viimast tsooni kattuvad
Tõkkekihti jõudnud elektronid "täidavad" augud ja vastupidi.Tõkkekiht kaob.21.Pn-siirdele rakendatud vastupinge korral hakkavad valise välja mõjul n-pooljuhis elektronid ja p- pooljuhis augud liikuma kontaktpinnast kaugemale .Tõkkekihi paksus suureneb.Lubatud tsoon-on kristallis valentselektronide energiatasemete jagunemisel tekkinud alatasemete kogum,millele vastavad energiad on elektronidele lubatud.Keelutsoon-On energiatsoonn,millele vastavad energiavahemikud on elektronidele laineomaduste tõttu keelatud.Valents tsoon-on viimane elektronidega täielikult täidetud lubatud tsoon.Juhtivus tsoon- on valentstsoonile järgnev elektronidega täitmata või osaliselt täidetud lubatud tsoonElektronjuhtivus- on elektronide siirdumine valise mõjul ühelt alatasemelt teisele pooljuhi valentstsoonis
-see läheb vastuollu tegelikkusega. Aatom kiirgab energiat, kui langeb kõrgemalt energianivoolt madalamale. Aatom neelab energiat, kui läheb madalamalt energianivoolt üle kõrgemale. Kristalltahkises suureneb valentselektroni energiataseme ebatäpsus, mille tulemusel moodustub teatud laiusega energiatsoon minda nim lubatud tsooniks. Valentstsoon- viimane lubatud tsoon, mida võib täielikult elektronidega täita. Juhtivustsoon- valentstoonile järgnev täitmata lubatud tsoon.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
Ainete elektrijuhtivuslikud omadused on põhiliselt määratud elektronprotsessidega, mis toimuvad valents ja juhtivustsoonis. Ainete jaotumuse pooljuhtideks ja dielektrikuteks määrab nimetatud tsoonide elektronidega täitumus ja neid tsoone eraldava keeluvööndi laius. Pooljuhid on oma omadustelt väga lähedased dielektrikule. Erinevus pooljuhtide ja dielektrikute vahel seisnebki vaid keelutsooni laiuses. Dielektrikus on valentstsoon täielikult täidetud, keelutsoon väga lai ja juhtivustsoon praktiliselt täiesti tühi. Mida laiem on materjali keelutsoon, seda väiksem on tema elektrijuhtivus. Juhtivustsoon tühi ja energiaruumi elektronide liikumiseks on piisavalt, kuid seal puuduvad elektronid, mis saaksid liikuma hakata. Valentstsoonis on elektrone, kuid puuduvad vabad alamtasemed, et elektronid saaksid liikuda. Pooljuhis on keelutsoon kitsam. Absoluutse nulltemperatuuri juures on valentstsoon
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 hõivamata ossa, võttes selleks elektriväljalt lisaenergiat. Nii saavad elektronid liikuda ja
elektrijuhid. · Dielektrikud Dielektrikutes ehk isolaatorites on valentselektronide energiatsoon elektronidega täielikult hõivatud. Elektronidel puudub liikumisvabadus, sest pole vabu naabertasemeid. Järgmine lubatud energiatsoon paikneb lootusetult laia (kuni 10 eV) keelutsooni taga. Elektrivoolu ei saa tekkida. · Pooljuhid Pooljuhtides on valentselektronide energiatsoon ehk valentsitsoon küll elektronidega täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on palju kitsam (1-2 eV) kui dielektrikutes. Elektronid suudavad minna valentsitsoonist järgmisse lubatud tsooni ehk juhtivustsooni, jättes valentsitsooni maha täitmata elektronseisundeid ehk auke, mis käituvad nagu positiivse laenguga osakesed, st võtavad ka osa elektrijuhtivusest. Paar elektron-auk võib pooljuhis tekkida näiteks pealelangeva valguse footoni arvel. Sellest ka nimetus pooljuht, sest tema elektrijuhtivus on muudetav mingi välisteguri (valgus, temperatuur) mõjul.
magnetkvantarv ja spinnkvantarv. Tõrjutusprintsiip e. Pauli printsiip: samas aatomis ei saa olla kahte ühesuguste kvantarvudega elektroni. Molekulides hoiab aatomeid koos keemiline side iooniline või koovalentne side. Tahkisteks nimetatakse aineid, mille aatomid paiknevad korrapäraselt (kristallvõres) Energiatsoonideks nimetatakse piirkondi tahkistes, mille elektronid saavad viibida või milles nende liikumine ei ole võimalik (valentstsoon, juhtivustsoon ja keelutsoon) Metallid on ained, mille valentstsoon ja juhtivustsoon kattuvad ning seal on palju nii vabu elektrone kui ka vabu energiatasemeid. Dielektriku valentstsoon on elektronidega täidetud, juhtivustsoon tühi ja keelutsoon on nii lai, et elektronide soojusliikumise energiast ei piisa selle ületamiseks. Pooljuhtide valentstsoon on elektronidega täidetud, juhtivustsoon tühi ja keelutsoon on nii kitsas, et elektronid suudavad selle kergesti ületada välisenergia abil. 3
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 tõttu. Valentsitsoon - Hõivatud tsoon, mis täitub kristalliaatomite väliskatte elektronidega. Juhtivustsoon - Keelutsoonile järgnev täitmata tsoon. 5. Pooljuhtides on keelutsoon suhteliselt kitsas, ~1ev. Dielektrikutes on keelutsoon lai, 5- 10eV. Metallis on koos valentsi- ja juhtivustsoon, milles on külluses elektrone ja vabu alatasemeid. 6
1.Kristall- on keemilise elemendi, ühendi või isomorfse segu korrapäraselt paigutunud aatomeist koosnev tahke homogeenne ja regulaarselt korduva ühikrakuga struktuur. Kristallide korrapärase siseehituse välispidiseks väljenduseks on siledate ja kindlate seaduspärasuste alusel moodustunud tahkudega kristallvormid. Kõik kristallid jagatakse kuue süngoonia vahel, mis omakorda koosnevad kolmekümne kahest punktigrupist. Keelutsoon-Vabad elektronid võivad asuda ainult valentsitsoonis või juhtivustsoonis. Tsoonidevahelised alad on aga "keelatud" tsoonid, kus elektronid statsionaarselt olla ei saa. Seetõttu nimetatakse neid energiavahemikke ka keelutsoonideks. Keelutsoon on energiatsoon, millele vastav energiavahemik on elektronidele laineomaduste tõttu keelatud. Lubatud tsoon- on kristallis valentselektronide energiatasemete jagunemisel tekkinud alatasemete kogum, millele vastavad energiad on elektronidele lubatud
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. Juhtivustsoon-elektrontsoonile järgnev täitamata tsoon. Metallis on pooltäidetud valentstsoon,on palju vaba ruumi,saab energiat vastu võtta.Suurepärased elektrijuhid. Dielektriku tühjas juhtivustsoonis on energiaruumi avarasti,kuid seal puuduvad elektronid,mida väli võiks liikuma suunata.Ei juhi voolu on isolaatorid. Pooljuhis keelutsoon kitsas ning mõned valentstsooni elektronidest saavad hüpata üle
aatomit polegi enam. See juhtub kiiresti. 2)Bohri postulaadid I- Aatom võib olla ainult erilistes statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia E. Statsionaarses olekus aatom ei kiirga. II-Statsionaarses olekus olevas aatomis on elektronid kindlatel lubatud orbiitidel III-Kiiratakse või neelatakse elektromagnetlaineid aatomi üleminekul ühest statsionaarsest olekust teise. Hf= Ek- Em 3)Juhtivustsoon-keelutsoonile järgnev täitmata tsoon. Keelutsoon- tsoon, kuhu elektson ei saa sattuda, sest ta ei saa omada sellist energiat. Valentstsoon-eletronidega täielikult täidetud tsoon. 4)Miks on metallid head elektrijuhid?+joonis Sest headel elektrijuhtidel järgneb valentstsoonile juhtivustsoon. 5) Miks dielektsikud ei juhi elektrit.+joonis Sest neil järgneb valentstsoonile lai keelutsoon, mille ületamiseks peab elektron juurde saama väga palju energiat. (tugev elektriväli võib põhjustada läbilöögi) 6)Mis on pooljuhid, nimeta.
kvantmehaanika abil on võimalik täpselt arvutada aatomite, molekulide, tahkiste ja lihtsate bioloogiliste süsteemide omadusi Spekter - Mingeid objekte iseloomustava füüsikalise suuruse väärtuste kogum ja nende väärtuste jaotus paljudest sellistest objektidest koosnevas süsteemis Tsooniteooria - teooria, mille kohaselt võivad aatomi (molekuli, kristalli) elektronid eksisteerida ainult teatud kindlatel energiatasemetel, mille vahel võib olla keelutsoon; juhtidel keelutsoon praktiliselt puudub, dielektrikutel on ulatuslik keelutsoon Radioaktiivsus - ebastabiilse (suure massiga) aatomituuma iseeneselik lagunemine, millega kaasneb radioaktiivne kiirgus; samuti ebastabiilsete elementaarosakeste (nt neutron) lagunemine; samuti igasugune tuumade võime iseeneslikult kiirata Termotuumareaktor - seade, millega tekitatakse kontrollitud termotuuma- reaktsiooni; hetkel sellist seadet ei eksisteeri, mis annaks rohkem energiat, kui
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. Valentsitsoon – Hõivatud tsoon, mis täitub kristalliaatomite väliskatte aatomitega. Juhtivustsoon – Keelutsoonile järgnev täitmata tsoon. 5. Mille poolest erinevad energiatsoonid metallis, dielektrikus ja pooljuhis? Dielektrikutes on valentselektronide energiatsoon elektronidega täielikult hõivatud ja seal on lai keelutsoon (-10 eV).
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. *Juhtivustsoon-keelutsoonile järgnev, täitmata või osaliselt täidetud tsoon. 7. Milliseid kahte juhtivustüüpi eristatakse pooljuhtides? Aukjuhtivus, elektronjuhtivus 8
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. Selgita mõisteid keelutsoon, valentsitsoon ja juhtivustsoon. Lk 60 KEELUTSOON energiatsoon, mille vastav energivahemik on elektronidele laineomaduste tõttu keelatud VALENTSTSOON viimane elektronidega täielikult täidetud lubatud tsoon JUHTIVUSTSOON valentstsoonile järgnev elektronidega täitmata või osaliselt täidetud lubatud tsoon 7. Milliseid kahte juhtivustüüpi eristatakse pooljuhtides? Lk 61
Ka tsoonid on ühised kogu kristallile. Energiatsoonis on alatasemete energiate vahe suurusjärgus 10 -22eV, st üliväike ning elektronide siirdumine ühelt alatasemelt teisele on lihtne kogu energiatsooni ulatuses. Energiatasemed tahkises 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) Energiatasemed tahkises Pooljuht tahkis, mille valentstsoon on täielikult täidetud, kuid keelutsoon on kitsas (E=13eV). Valguse või soojuse mõjul saavad elektronid siirduda valentstsoonist juhtivustsooni. Pooljuhid on väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes. Peamine iseärasus on elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades. Keelutsooni laiust reguleeritakse põhiliselt lisandite viimisega pooljuhtidesse. Rakenduslikult on kõige
Ainete liigid energiatasemete järgi · Metallid valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud Energia Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes elektrivoolu põhjustavalt elektriväljalt lisa- energiat Elektronid saavad liikuda ja seetõttu ongi metallid head elektrijuhid Lubatud tsoon Keelutsoon Täidetud tsooniala 22.11.12 35 Ainete liigid energiatasemete järgi1 · Dielektrikud valentselektronide energiatsoon on elektronidega täielikult hõivatud Energia Elektronidel puudub liikumisvabadus, sest pole vabu naabertasemeid Järgmine lubatud energiatsoon paikneb lootusetult laia (kuni 10 eV) keelutsooni taga, elektrivoolu ei saa tekkida
üle keelutsooni ja muutuda vabaks. 2. Miks on dielektrikud läbipaistvad? Dielektrikud on läbipaistvad, järelikult ei neela valguskvante (metallid ja pooljuhid neelavad) Ei neela valguskvante sest, nähtava footoni energia kvandid on E=1.8- 3.1eV, Elektronide ergastumiseks on vaja 5-10 eV 3. Dielektrikud on läbipaistvad, ei neela valguskvante. Metallid ja pooljuhid neelavad valguskvante seega on läbipaistmatud. Dielektrikutes on keelutsoon lai (5-10eV), soojusenergiast ei piisa juhtivuselektronide tekitamiseks. Tavatemperatuuridel ergastab soojusliikumine pooljuhtides elektrone üle kitsa (1eV) keelutsooni kõrgemasse tsooni juhtivustsooni, jättes valentstsooni auke. Kuna metallides on kõrgeim hõivatud energiatsoon ainult osaliselt elektronidega asustatud, on nad head soojusjuhid. 4. Miks pooljuhtide juhtivus temperatuuri tõstmisel muutub?
· Mis on kristall? Kristallis on aatomid või/ja ioonid paigutunud kindla korrajärgi moodustades ruumvõre. · Mis on võredefekt? Võredefekte on kahte liiki: 1. Vakantside teke ehk mõni võresõlm on tühjaks jäänud. 2. Kuni miljondik % põhiaine aatomitest on asendunud lisandaine aatomitega. · Selgita tulenevalt tsooniteooriast metalli, dielektriku ja pooljuhi ehitust? Lubatud METALL- väga hea juhtivus, kuna keelutsoon puudub täielikult ja elektronid saavad vabalt täidetud liikuda ühes tsoonist teise. mida väiksem on temperatuur seda paremini juhib elektrit. Lubatud DIELEKTRIK-elektronid ei saa liikuda läbi keelutsooni keelutsoon täidetud lubatud POOLJUHT-elektronid saavad vahepeal hüpata üle keelutsooni. Keelutsoon see sõltub temperatuurist. Mida suurem on temperatuur, seda suurem on tema juhtivus. täidetud
17. Et keelutsoon on suhteliselt kitsas, saab mõningane osa valentsitsooni elektronidest kristallvõre soojusvõnkumiselt küllalt energiat, et hüpata üle keelutsooni juhtivtsooni. Ehk temperatuuri tõustes saavad osakesed rohkem energiat. 18. Pooljuhi omajuhtivusega on tegemist, kui väliste mõjudel tekivad vabad elektrionid ja augud üheaegselt on tundlikud temperatuuri muutustele. Teda iseloomustatakse eritakistuse abil.POOLJUHID ·Asuvad juhtivuselt mittejuhtide ja juhtide vahepeal. ·Tüüpilised pooljuhid on räni ja germaanium. Mõlemad neljavalentsed. ·Pooljuhtide juhtivus sõltub oluliselt temperatuurist, valgustatusest ja lisanditest. · Eristatakse n- ja p-tüüpi pooljuhte ehk elektron- ja aukjuhtivusega pooljuhte. 17. Täiesti puhtal pooljuhtmaterjalil ei pruugi normaalolekus olla mingit juhtivust. Pole vabu elektrone, ega ka auke. Kuid omajuhtivus võib tekkida temperatuuri tõustes. 18. Te...
energiatsoon valentstsoon elektronidega täidetud. Liikumisvabadus puudub, elektrivool ei pääse läbi. 2.4. 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. 2.5. Dielektrikutes on keelutsoon lai (5-10 eV), soojusenergiast ei piisa juhtivuselektronide tekitamiseks. 2.6. Pooljuhtide (Si, Ge jt) elektrijuhtivust tõstavad lisandid nii elektrone hõlpsasti loovutavad doonorid kui ka elektrone haaravad ning valentsitsooni auke jätvad aktseptorid. Doonorlisandiga (valdavalt elektronjuhtivusega) pooljuht on n-pooljuht, aktseptorlisandiga (valdavalt aukjuhtivusega) pooljuht aga p-pooljuht. 3.1. Siirdekiht p- ja n-pooljuhi vahel, pn-siire juhib elektrivoolu ainult suunas p-
Kovalentse sidemega ainete hul looduses on valdav. Kovalentne side on H2 juhtum. H2 moodustamisel ühistatakse kummagi aatomi 2 elektroni, nad asetuvad ühisesse leiulainesse 2 prootoni ümber. Eeltingimuseks on muidugi see, et mõlemad elektronide spinnid on vastassuunalised. Ühinevate aatomite tuumade tõuge tasakaalustatakse nii, et elektronpilve tihedus on suurim tuumade vahelises alas. 2. Metalli siseehitus : täidetud tsooniala, lubatud tsoon, keelutsoon ja lubatud tsoon. Aatomi kõrgeimal hõivatud tasemel on üks elektron. Kuna tõrjutusprintsiip lubab tsooni igale alatasemele asuda kahel vastassuunaliste spinnidega elektronil, jääb kõrgeim hõivatud tsoon pooleni täidetuks. See on metalli juhtum. Pooltäidetud tsooni elektronid moodustavadki metallides liikumisvõimelise elektrongaasi. Metalli pooltäidetud tsoonis on külluses nii eletrone kui ka vabu alatasemeid - energia kasvuruumi. Seepärast nad ongi suurepärased elektrijuhid
must-toonekure eduka pesitsemise põhiliseks ohuks. Metsade järjest intensiivsem kasutus sunnib paljusid linde oma pesa maha jätma. Laialdaste metsatööde tõttu on must-toonekurgedel väga raske leida sobiva vanuse ja suurusega puid, mis nende pesa raskusele vastu peaksid. Pesa võib kaaluda üle tonni ja sellist raskust suudavad kanda vaid väga tugevate okstega puud nagu tamm ja vanad männid. Eestis on must-toonekure pesa ümber pesitsusajal 250 meetrise raadiusega keelutsoon. Puude langetamine sellel alal on keelatud. Arvukus: Maailmas arvatakse kokku elavat 11 000– 15 000 paari must-toonekurgi ja neist suurem osa on elukoha leidnud Euroopas. Praegu pesitseb Eestis umbes 100 must-toonekure haudepaari, kuid pesitsus pole sedavõrd tulemuslik, et taastaks endise arvukuse. Elupaik Elupaigaks on must-toonekurel vanad metsamassiivid ja raskesti ligipääsetavad sood või järvekaldad. Ta on üksindust armastav lind:
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, liikumisvabadus puudub, elektrivool ei pääse läbi. Dielektrikutes on keelutsoon lai (510eV), soojusenergiast ei piisa juhtivuselektronide tekitamiseks. LISANDJUHTIVUS, DOONORID JA AKTSEPTORID Pooljuhtide, nt Si, Ge, elektrijuhtivust tõstavad lisandid elektrone loovutavad doonorid, elektrone haaravad ning valentstsooni auke jätvad aktseptorid. Doonorlisandiga pooljuhid on npooljuhid, aktseptorlisandiga pooljuht aga ppooljuht ( joonis), (joonis n ja ppooljuhi võrepilt (A) ja tsooniskeem (B). Üksikute lisandiaatomite tasemed ei teisene tsoonideks
valmistamisprotsessi ajal teemantide fragmenteerimisel. Keemiline stabiilsus Teemandid on keemiliselt väga stabiilsed. Toatemperatuuril ei reageeri nad ühegi keemilise ühendiga (kaasa arvatud mitmesugused happedja alused). Teemandi pinda on võimalik kõrgetel temperatuuridel (alla 1000 °C) vaid veidi oksüdeerida väheste oksüdeerijatega. Seetõttu saab happeid ja aluseid kasutada sünteetiliste teemantide rafineerimisel. Värvus Teemandil on lai keelutsoon väärtusega 5,5 eV, mis vastab sügavale ultraviolettkiirguse lainepikkusele 225 nm. See tähendab, et puhas teemant annab edasi nähtavat valgust ning paistab nagu värvitu ja puhas kristall.
elektroni. 8.Ioonside,keemiline side. Elektriline tõmbejõud erinimeliselt laetud ioonide vahel moodustab ioonsideme. Keemiline side on vastastiktoime aatomite vahel molekulides ja ioonide vahel kristallides 9.Energiatsoon- Elektronide lubatud energiate vahemik. 10.Miks metallid on head elektrijuhid-metalli korral on pooltäidetud juhtivus ja valentsoon, on piisavalt elektrone ja alamtasemeid, mille arvel energia saab kasvada. 11.Mida kujutab endast keelutsoon? 12.Selgita doonor ja aktseptorlisandi olemust. 13.Iseloomusta dielektrikuid. on väga väikese elektrijuhtivusega aine või ainete segu. Dielektrikud võivad olla nii tahked, vedelad kui gaasilised. Elektriväli tekitab dielektrikusdielektrilise polarisatsiooni. Dielektrikute tähtsaimateks omadusteks on dielektriline vastuvõtlikkus, läbitavus ja läbilöögitugevus. Näiteks kasutatakse dielektrikuna kummit, klaasi ja õhku. 14
elektronvoldi laiusteks energiatsoonideks. Tsoonide energia järgi saab näha tahkiste elektrijuhtivust!!! Tsoonid tekivad aatomite lähenemisel, mille tulemusel tekivad tahkised. Alatasemed hõivatakse tsoonides elektronid energiamiinimumi ja pauli tõrjutuse printsiibi alusel. Pauli printsiib nõuab, et aatomid peavad olema oma energiatasemel. Mudeliks on energiatelg. 1.2.2 Energiatsoonide liigid 1. valentstsoon - kõik energia tasemed on täis 2. keelutsoon- seal ei saa omada energiat 3. juhtivtsoon Põhinivoo- kõige madalam tsoon, elektrone kõige rohkem Ferminivoo e tase tähistab alumist energia tasemet. Sellest allpool on energia tasemed täidetud. Fermi nivoo saab paika panna, kui tahke keha külmutada absoluutse nullini. Absoluutse nullil elektronid ei liigu “kukuvad alla”. Tahke keha omadusi saab uurida, kui on teada Fermi nivoo asukohta. 1.3 Elektrijuhtivus Elektrivool on laengukandjate suunatud liikumine
Füüsika Kontrolltöö 2 1. Mida näitab Schrödingeri võrrand? 2. Mikromaailma täpsus piirangud. 3. Millal elektron satub potentsiaali barjääriga kokku? 4. Nimeta kvantarvud ja mis nad endast kujutavad. 5. Mida kujutab endast spinn? 6. Selgita tõrjutus printsiipi? 7. Mis on ioonside keemiline side ja energiatsoon? 8. Selgita, miks metallid on head elektri juhid energia tsoonide kaudu? 9. Mis on keelutsoon? 10. Mis on dielektrik? 11. Selgita doonor ha aktseptor lisandit. + lünkteksti teine pool!!! 1. Võimaldab leida elektroni asukoha ruumis igal ajahetkel. 2. Mida täpsem on üks näitaja/suurus, seda ebatäpsemaks muutub teine näitaja/suurus. (Kui osake püsib mingil energiatasemel vaid ajavahemiku delta t, ei ole selle taseme energia E määratav täpsemalt kui ,,paikneb kusagil energialõigul delta E0h/delta t piires".) 3
Millega tegeleb kvantmehaanika? tegeleb laineomadustega mikroosakeste ja nende kogumike käitumist käsitleva füüsikaga. Mida tähendavad kvantfüüsikas täpsuspiirangud? on osakest iseloomustavaks suuruste paari, milles kumbagi suurust ei saa korraga mõõta suvalise täpsusega; ühe minimaalne mõõte viga on pöördvõrdeline teise suurima mõõteveaga. nt impulss ja koordinaat, energia ja aeg. Miks metallid on head elektrijuhid?-metallidel puudub keelutsoon, valents ja juhtivustsoon kattuvad osaliselt. aatomituum avastati ja plantetaarmudelini jõuti vaadeldes alfaosakeste hajumist metallkilelt. laseri tööks on vaja stimuleeritud kiirgust ja pöördhõivet. elektronide laineloomust näitab see, et- kaht kõrvutist pilu läbinud elektronide kimbud võivad teineteist mitte üksnes tugevdada vaid ka nõrgendada. pöördhõive tähendab - seisundit, milles aatomikogumis on ülekaalus ergastatud aatomid. mida täpsemalt oleme mõõtnud
elektrijuhid. · Dielektrikud Dielektrikutes ehk isolaatorites on valentselektronide energiatsoon elektronidega täielikult hõivatud. Elektronidel puudub liikumisvabadus, sest pole vabu naabertasemeid. Järgmine lubatud energiatsoon paikneb lootusetult laia (kuni 10 eV) keelutsooni taga. Elektrivoolu ei saa tekkida. · Pooljuhid Pooljuhtides on valentselektronide energiatsoon ehk valentsitsoon küll elektronidega täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on palju kitsam (1-2 eV) kui dielektrikutes. Elektronid suudavad minna valentsitsoonist järgmisse lubatud tsooni ehk juhtivustsooni, jättes valentsitsooni maha täitmata elektronseisundeid ehk auke, mis käituvad nagu positiivse laenguga osakesed, st võtavad ka osa elektrijuhtivusest. Paar elektron-auk võib pooljuhis tekkida näiteks pealelangeva valguse footoni arvel. Sellest ka nimetus pooljuht, sest tema elektrijuhtivus on muudetav mingi välisteguri (valgus, temperatuur) mõjul.
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. c)isolaator-dielektrik juhtivustsoon on vaba, valentstsoon täidetud, elektronid ei saa liikuda juhtivustsooni.Ei juhi el.voolu. 16. L.de Broglie hüpotees: elektronid käituvad liikumisel kui lained. Hüpotees osutus õigeks. Elektronid tekitavad interferentspildi
puuduvad vabad laengukandjad Pooljuhid olemas kristallstruktuur, mille moodustavad aatomid/ioonid; osa elektrone on liikunud leiualasse 7. Kristallide liigitus vastavalt energiatsoonidele: Juhid (metallid) pooltäidetud on nii juhtivus- kui ka valentstsoon Dielektrikud täielikult täidetud ja päris tühjad energiatsoonid ning keelutsooni ala on piisavalt lai (5 eV) Pooljuhid keelutsoon on kitsas (1-3 eV), elektrontsoonid on täielikult täidetud või tühjad 8. Pooljuhi elektrijuhtivust saab suurendada, kui tõsta temperatuuri (juhtivustsooni satub rohkem elektrone ja valentstsooni jääb ka rohkem auke) või neid valgustada (footonite energia peab ületama keelutsooni energia sisefotoefekt ehk fotojuhtivus) 9. Lisandjuhtivus, doonor- ja akseptorlisand Lisandjuhtivus pooljuhtide lisanditest tingitud elektrijuhtivus
Juhul A on Energiatasemete teisenemine tsoonideks aatomi kõrgemail hõivatud tasemel 1 elektron. aatomite liitumisel kristallideks. Joonisel on Tõrjutusprintsiip lubab tsooni igale alatasemele tähistatud: P aatomi energeetiline põhitase, E asuda 2 vastasspinnidega elektronil, jääb põhitasemele järgnev ergastustase, E kõrgeim tsoon pooleldi tühjaks. Osalise keelutsoon e. keelupilu. hõivatusega tsoonid võivad tekkida ka tsoonide osalisel kattumisel (kristallide moodustumine) metallide korral. Poolikult täidetud tsoonide elektronid moodustavad liikumisvõimelise elektrongaasi. Juhul B on kõrgemal hõivatud tasemel 2 elektroni. See vastab mittemetallidele. Kõrgeim tsoon on täis ja see vastab dielektrikutele ning pooljuhtidele. Laineomadus ei luba elektronil omandada energiaid,mis jäävad E vahemikku. See on keelutsoon
Energia suurenemisel suurenevad lubatud energiatsoonide laiused ja vähenevad neid eraldavate keelutsoonide laiused. Metallides valentstsoon piirneb juhtivustsooniga ( ühtaegu mõlemad tsoonid ). Selles on külluses elektrone, mispärast metallid on suurepärased elektrijuhid. Energiatsoonid metallides, pooljuhtides ja dielektrikutes : E JUHTIVUSTSOON JUHTIVUSTSOON KEELUTSOON VALENTSTSOON VALENTSTSOON 13 Metallidest elektrijuhtide eritakistused on piirides 10 - 6 ...10 - 8 m, isolaatoritel 10 13 ... 10 20 m. Nende materjalide juhtivuste vahepeal on pooljuhid, millede keelutsooni laius on kitsam kui isolaatoritel. Mida kitsam on keelutsoon, seda kergemini võivad valentselektronid üle minna juhtivustsooni.
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. Erirelatiivsusteooria postulaadid
purjekad. Ise ta arvab, et süüdi on tema esivanemate päritolu -- nad pärinesid Pärnumaalt Kabli rannast, kus ehitati teadaolevalt ka esimesed Eesti suuremerepurjekad. Juhan Paju on valmistanud neli purjekat. Esimese ehitas vanast päästepaadist. Masti tõi Hiiumaalt veoautoga. Veebruaris vana kuu ajal maha raiutud kuue meetri pikkune kuusk osutus õnnestunud valikuks. Kahest voodilinast õmbles ta ristpistega purje ja 1977. aastal sõitis koos sõbraga Osmussaarele, mis tol ajal oli keelutsoon, mida valvas Vene piirivalve. Pärale jõudsid! Lisaks möllas merel samal ajal paras torm -- 17 meetrit sekundis. Talveks konstrueeris Juhan Paju paadile uisud alla ja sõitis Haapsalu lahel nagu jääpurjetaja. Teiste jääpurjekatega muidugi võistelda ei saanud, või siis ehk mõnes vabaklassis. Rahutu hing ei andnud ikkagi rahu. Lõi vahepeal kohaliku ajalehetoimetuse ukse kinni ja läks Hiiumaale Ristna tuletorni majakavahiks, tuli korraks toimetusse
elektronide energianivoode lõhustumine peaaegu pidevateks elektronide energiaribadeks. Igas tsoonis on N lähedase energiaga nivood, kus N on aatomite arv kristallis. Osa energiatsoone võivad olla tühjad või ainult osaliselt töidetud elektronidega. Tahkete materjalide elektrilised omadused sõltuvad energiatsoonide ehitusest ja täitumisest elektronidega. Tsooni, mis tekib kõigr suurema energiaga elektronidest nim valentstooniks. Järgmine on juhtivustsoon- nende vahel asub keelutsoon. Energiatsoonide ehituseks on neli võimalust: 1)valentstsoon on osaliselt tühi. Fermi nivoole vastab energia Ef, see on omane metallidele, mille väliskihis on 1 s elektron.valentselektronis on N elektroni. Tsoonideagramm on elektrijuhid; 2)valentstsoon on täis, kattub osaliselt juhtibvustsooniga.´ tsoonidiagrammiga ained on juhid. 3) valentstsoon on täis, ei kattu juhtivustsooniga, keelutsoon on lai. Materjal dielektrik.; 4( sama, keelutsoon on kitsam. Materjal pooljuht
paljud mõne aasta möödudes. Ülejäänute eluiga on keskmisest väiksem ja haiguste tõttu on oluliselt langenud nende elukvaliteet. Kuna kiiritust said ka sugurakud, kandusid tervisehädad edasi nende tulevastele järeltulijatele. 4.3 Milline on olukord Tšernobõlis praegu? Paljud vastanutest arvavad, et ka praegu on Tšernobõlis elu. Elu seal on, taimed kasvavad ja loomi on seal samuti aga inimelu seal enam ei ole. Tšernobõli ümbruses on 30km raadiune keelutsoon, kuhu inimesi lastakse vaid erilubadega ja järelevalve all, sest siiamaani on seal kõrge kiiritus tase, mis on inimesele ohtlik. Mõned näited küsitluse vastustest: 1. Õnnetuspaiga ümbruses on käesoleva ajani kehtestatud mitu ohutsooni, kus mõõdetakse pidevalt kiirgust ja kus kasvanud toiduaineid ei ole soovitav toiduks tarbida. Reaktori lähemas ümbruses on keelutsoon. Tükike Maast muutus katastroofi tagajärjel väga
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. 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
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. Isolaator 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).
keelutsooni. Selliste energiatasemete põhjal võib eristada juhte, pooljuhte ja dielektrikuid. Metall(juht) Metallides on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes elektrivoolu põhjustavalt elektriväljalt lisaenergiat Pooljuht Pooljuhtides on valentselektronide energiatsoon küll elektronidega täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on palju kitsam (1-2eV) kui dielektrikutes. Elektronid suudavad minna valentsioonist järgmisesse lubatud tsooni, jättes valentsiooni maha täitmata elektronseisundeid, mis käituvad nagu positiivse laenguga osakesed Dielektrik Tahkis, milles esinevad vaid täielikult täidetud ja täielikult tühjad energiatsoonid. Keelutsooni suure laiuse tõttu(kuni 10 eV) ei saa välimine elektriväli põhjustada elektronide siirdumist valentstsoonist keelutsooni. Tuumafüüsika:
Germaanium (temperatuuri kartlik , pinge kartlik ja suht kallis) ja räni(paremate näitajatega) on pooljuhtide ,,emad". Räni maakoores on 27% räni, sulamise temp. 1415kraadi. Kõik ained mille väliskihis on 4 elektroni on pooljuhid. Ioon on laenguga aatom, st, et ta on oma elektronide väliskihist loovutanud ühe elektroni ja tegemist on positiivse iooniga, kui juhtub, et tuleb 1 elektron juurde sii on tegemist negatiivse iooniga. Energeetiline keelutsoon erinev ainete lõikes, annab energiat elektronide liikumiseks mujale Ge 0,73eV Si 1,1 eV eV elektron volt Juhtivus elektronid temperatuuri tõusmisel teatud piirini saavad elektronid juurde energiat ja elektronid pääsevad vabalt liikuma. Koht kus elektron lahkub tahavad teised elektronid tulla. www.hkhk.edu.ee/alaldamine P juhtivus ehk aukjuhtivus negatiivne lisandjuhtivus N juhtivusega pooljuhtivus Doonorid - ained mille väliskihis on rohkem elektrone
põhjustavalt elektriväljalt lisaenergiat. Elektronid saavad liikuda ja seetõttu ongi metallid head elektrijuhid. dielektrik - on valentselektronide energiatsoon elektronidega täielikult hõivatud. Elektronidel puudub liikumisvabadus, sest pole vabu naabertasemeid. Järgmine lubatud energiatsoon paikneb lootusetult laia (kuni 10 eV) keelutsooni taga. Elektrivoolu ei saa tekkida. pooljuht - on valentselektronide energiatsoon ehk valentsitsoon küll elektronidega täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on palju kitsam (1-2 eV) kui dielektrikutes. Elektronid suudavad minna valentsitsoonist järgmisse lubatud tsooni ehk juhtivustsooni, jättes valentsitsooni maha täitmata elektronseisundeid ehk auke, mis käituvad nagu positiivse laenguga osakesed, st võtavad ka osa elektrijuhtivusest. Paar elektron-auk võib pooljuhis tekkida näiteks pealelangeva valguse footoni arvel. Sellest ka nimetus pooljuht, sest tema elektrijuhtivus on muudetav mingi välisteguri (valgus, temperatuur) mõjul.
8. Nimetage gaaslahenduse liigid. Lk 63 Elektrivoolu tekkimisel gaasis või aurus eristatakse sõltumatut ja sõltuvat lahendust. Sõltumatu jaguneb veel omakorda kolmeks liigiks: vaikne lahendus, huumlahendus ja kaarlahendus. 9. Millises gaaslahenduse piirkonnas töötab stabilitron? Lk 66 Normaalse huumlahenduse piirkonnas 10. Mis on pooljuht? Lk 86 Pooljuhid on kristallilise struktuuriga ja oma elektriliste omaduste poolest asuvad nad elektrijuhtide ja isolaatorite vahepeal. Neil on keelutsoon. (lk 87) 11. Milleks on tarvis viia pooljuhtmaterjalidesse lisandaineid? Lk 90 Doonor- ja aktseptorlisandid rikuvad kristallvõre õiget struktuuri ja muudavad pooljuhi omadusi. Tekivad n-tüüpi (elektronjuhtivus) ja p-tüüpi (aukjuhtivus) pooljuhid. 12. Mida nimetatakse pooljuhi omajuhtivuseks,e. i-juhtivuseks? Lk 88 Kui pooljuhis on vabade elektronide arv võrdne aukude arvuga. 13. Mida nimetatakse n-juhtivuseks?lk 91
hõivamata ossa, võttes elektriväljalt lisaenergiat- nii saavad elektronid liikuda ja põhjustada elektrijuhtivust. Dielektrikutes ehk isolaatorites on valentselektronide energiatsoon elektronide poolt täielikult hõivatud. Elektronide liikumisvabadus puudub , pole vabu naabertasemeid- Järgmine lubatud energiatsoon paikneb keelutsooni taga. Pooljuhtides on valentselektronide energiatsoon madalal temperatuuril elektronide poolt küll täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on oluliselt kitsam kui dielektrikutes. Seetõttu suudavad elektronid osaliselt juba toatemperatuuril soojusliikumise energia arvelt minna valentselektronide tsoonis järgmisesse lubatud tsooni, jättes valestselektronide tsooni maha täitmaga elektronseisundeid ehk auke. Aukude olemasolu põhjustab elektrojuhtivust. Aatomi tuum on osake aatomi keskmes, mis koosneb prootonitest ja neutronitest ehk nukleonidest
Energiat saavad nad vastu võtta siis, kui nad saavad siirduda kõrgematele energiatasemetele. Selle tulemusena tekib metallis elektrivool. Metall juhib elektrit seetõttu, et elektronid saavad kergesti liikuda kõrgematele energiatasemetele. Metallis on valentstsoon ja juhtivustsoon ülekattumisega. Kõige kõrgemat elektroni energiataset, mis on hõivatud (kus asuvad veel elektronid) 0K juures nimetatakse Fermi tasemeks. (Fermi level) Pooljuht Pooljuhid on ained, mille keelutsoon väiksem kui isolaatoril ja seetõttu suudavad elektronid termilise ergastuse korral üle minna juhtivustsooni. Elektronid, mis hüppavad üle juhtivustsooni jätavad maha samasuure arvu tühje energiatasemeid valentstsoonis, mida nimetatakse aukudeks. Nii elektronid juhtivustsoonis kui ka augud valentstsoonis on laengukandjad. Aukusid võime ette kujutada kui positiivse laenguga laengukandjaid, sest nad võivad vabalt liikuda tsoonis.
Osa energiatsoone võivad olla tühjad või ainult osaliselt täidetud elektronidega. Tahkete materjalide elektrilised omadused sõltuvad energiatsoonide ehitusest ja nende täitumisest elektronidega. Tsooni, mis tekib kõige suurema energiaga elektronidest (valentselektronidest) nimetatakse valentstsooniks. Järgmine suuremate lubatud energiatega tsoon on juhtivustsoon. Nende vahel asub keelatud energiate tsoon keelutsoon. Energiatsoonide ehituseks on neli võimalust (joonisel 11-3 on esitatud tsoonid 0 K juures): 1) Valentstsoon on osaliselt tühi (joon 11-3a). Kõrgeimat nivood, mis 0 K juures on elektronidega täidetud, nimetatakse Fermi nivooks. Temale vastab energia . Selline tsoonide ehitus on omane metallidele, mille väliskihis on üks s elektron (näiteks Cu, millel on väliskihis elektron). Valentstsoonis võib olla 2N elektroni, on aga ainult N elektroni
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 osaliselt soojusliikumise energia arvelt minna valetsitsoonist juhtivustsooni, jättes maha täitmata elektronseisundeid ehk auke (elektroni puudumine keemilises sidemes). Dielektrikutes ehk isolaatorites on energiatsoon elektronide poolt täielikult hõivatud, liikumisvabadus puudub, pole vabu naabertasemeid. Järgmine energiatsoon paikneb lootusetult laia (kuni 10eV) keelutsooni taga
annaabi.ee 
