Tsooniteooria (1)

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. Valentstsoon - on viimane elektronidega täielikult täidetud lubatud tsoon Juhtivustsoon -valentstsoonile järgnev elektronidega täitmata või osaliselt täidetud lubatud tsoon. Elektrijuhtivus on aine võime juhtida elektrivoolu, mis on tingitud liikumisvõimeliste laetud osakeste - laengukandjate (elektronide või ioonide) olemasolust aines. Elektrivälja mõjul hakkavad need aineosakesed liikuma. Aineosakeste liikumist ja seega ka ainet iseloomustab erijuhtivus, mis vastavalt Ohmi seadusele on seotud elektrivälja tugevuse (E) ja voolutihedusega . Aukjuhtivus on pooljuhtide elektrijuhtivus kus laengukandjateks on augud, milleks nimetatakse lahkunud elektronide kohti kovalentsidemetes. Omajuhtivus  -tähendab nii n kui ka p tüüpi juhtivust,ilma lisandita.Juhtivustsoonis liiguvad neg laengukandjad .Valetstsoonis liiguvad pos laengukandjad. Pooljuht -kihiline pirukas. Pn siire -kahekihilne pooljuht. p-poolmes augud ülekaalus. Dielektrik ehk mittejuht ehk isolaator on väga väikese elektrijuhtivusega aine või ainete segu. Dielektrikud võivad olla nii tahked , vedelad kui gaasilised . Elektriväli tekitab dielektrikus dielektrilise polarisatsiooni. Dielektrikute tähtsaimateks omadusteks on dielektriline vastuvõtlikkus, läbitavus ja läbilöögitugevus. Näiteks kasutatakse dielektrikuna kummit , klaasi ja õhku. Elektrijuht ehk juht on materjal, mis sisaldab liikuvaid elektrilaenguga osakesi (kõige sagedamini elektrone) ning mille elektritakistus (täpsemalt eritakistus ) on seetõttu väike. Tavaliselt loetakse materjali juhiks, kui selle eritakistus ei ületa 10–6 Ω∙m. Elektrijuhtide kohta öeldakse, et nad juhivad elektrit ehk neil on hea elektrijuhtivus. Materjali, mis elektrit ei juhi, nimetatakse isolaatoriks. Kui elektrilised potentsiaalid juhi eri punktides on erinevad, siis vastavalt Ohmi seadusele läbib juhti elektrivool. Juhtide elektrijuhtivust iseloomustatakse tavaliselt eritakistusega. Mida väiksem on eritakistus, seda paremini juht elektrit juhib. Paljud elektrijuhid on metallid, kuid on ka mittemetallilisi elektrijuhte. Pooljuht on aine või element, mille elektrijuhtivus on halvem kui elektrijuhil ja parem kui dielektrikul. Pooljuhid on väga tundlikud välismõjude ja lisandite suhtes. Peamine iseärasus on elektrijuhtivuse järsk suurenemine temperatuuri kasvades. Pooljuhid on enamasti kristalsed ained, aga leidub ka vedelikke ja amorfseid aineid. Doonor - aktseptormehhanism kovalentse sideme tekkel: doonor - aatom , mis annab sideme moodustamiseks kaheelektronilise orbitaali. Aktseptor-aatom, mis annab sideme moodustamiseks tühja orbitaali. Puuduolev elektron võetakse ühelt pooljuhi aatomilt.katkend side tähendab augu tekkimist.Nüüd tekib keelutsooni tühi enegitase- aktseptornivoo .19.Ruumlaengu tekitatud elektriväli pidurdab enamuslaengukandjate edasist difundeerumist.Teatud väljatugevuse saavutamisel see praktiliselt lakkab. Vabakiirgus ehk spontaanne kiirgus on kiirgus, mis kaasneb aatomi iseenesliku siirdega kõrgemalt energiatasemelt madalamale energiatasemele. Stimuleeritud kiirgus - on välise elektromagnetvälja mõjul toimuv kiirgus .Tekib koherentne valgus. Metastabiilne seisund-aine olek ühes faasis selliste p ja T väärtuste juures, kus ta peaks olema teises faasis. Näiteks vesi üle 100*C normaalrõhul (ülekuumenenud vesi) või vesi alla 0*C normaalrõhul (allajahtunud vesi). Metastabiilne seisund ei säili lõpmata kaua. Tavahõive-Tavaolukorras moodustavad alati lõviosa energiavaesemad, footoneid neelavad aatomid Nm>>Nk Sellisesaatomkonnas on on ülekaalus footonite neeldumine. Pöördhõive ehk pööratud jaotus on füüsikaline nähtus ergastatud mikroosakeste süsteemis, näiteks aatomite kogumis, kus mikroosakesed saavad omandada teatud kindlaid energiatasemeid (neid kirjeldab kvantmehaanika ). Soojustasakaalu tingimustes toimub tavahõive vastavalt Boltzmanni statistika jaotusfunktsioonile. Pöördhõive korral aga on mikroosakeste kogumis kõrgemal energiatasemel olevaid osakesi rohkem kui madalama energiatasemega osakesi, ehk täpsemalt: pöördhõive korral on kogumis vähemalt üks kõrgem energiatase osakestest hõivatum kui mõni madalam energiatase 2. Energia miinimumi printsiip väidab, et kõik iseeneslikud protsessid kulgevad kehade süsteemi energia kahanemise suunas. Süsteemil on kalduvus energiat loovutada ning minna minimaalse energiaga olekusse. Kovalentne side on ühiste elektronpaaride vahendusel aatomite vahele moodustuv keemiline side. Kovalentse sideme juures on kandev roll elektronkatte väliskihi elektronide vastastikune toime. Aatomid moodustavad vähemalt ühe ühise elektronpaari. Ühe siduva elektronpaari asemel võib olla kaks, kolm või väga harva ka neli või kuus. Kovalentsed sidemed moodustuvad eriti mittemetallide aatomite vahel. Mittemetalli ja metalli aatomi vahel tekib tavaliselt iooniline side, metallide aatomite vahel metalliline side. Iooniline side on ioonidevaheline keemiline side, mis tekib vastasmärgiliste laengutega ioonide elektrilise tõmbumise tulemusena. Iooniline side esineb aktiivsete metallide ja mittemetallide vahel. Ioonilise sideme tekkeks peab sidet moodustavate elementide elektronegatiivsuse vahe olema vähemalt 1,7. Metalliline side ehk metalliside on keemilise sideme tüüp, mis moodustub negatiivsete vabade elektronide ja positiivsete metallioonide vastastikuse tõmbumise tulemusena metallis. Vabad elektronid põhjustavad metallide elektri- ja soojusjuhtivust ning plastilisust. Pooljuhtdioode kasutatakse vahelduvvoolu alaldamiseks, moduleeritud elektrivõngete detekteerimiseks (näiteks raadiovastuvõtjates), sageduse muundamiseks, elektrivõnkumiste võimendamiseks kõigis sagedusvahemikes ning tüüritavate elementidena raadio- ja elektronseadmetes. Dioodi kest võib olla kas klaasist, plastist või metallist. Metallkesti kasutatakse reeglina suurevoolulistel dioodidel ja tavaliselt on see parema jahutuse võimaldamiseks ühendatud dioodi katoodiga. Fotoelement -Kasut kiirguste avastamisel, kujutise edastamisel jne. 58. Fotoelement . Fotoelektriline seadis, mille töö põhineb kaaliumist või baariumist fotokatoodi või pooljuhi valgustamisel tekkival fotoefektil. Termistor ehk termotakisti on termoelektriline pooljuhtseadis, mille takistus sõltub tugevalt ja mittelineaarselt temperatuurist. Seega on termistoril suur takistuse temperatuuritegur. Sõltuvalt valmistamiseks kasutatud materjalidest võib see tegur olla positiivne (PTC) või negatiivne (NTC). Positiivse temperatuuriteguriga termistoridel ehk PTC-termistoridel on temperatuuriteguri absoluutväärtus enamasti kuni 30 %/K, negatiivse temperatuuriteguriga termistoridel ehk NTC-termistoridel 2 …10 %/K.. Transistor (ingl transfer üle kandma + resistor takisti ) on kolme või enama väljaviiguga pooljuhtseadis, mida kasutatakse elektrisignaalide tekitamiseks, võimendamiseks, muundamiseks ja lülitamiseks. Transistori abil saab ühe elektrisignaali abil juhtida ehk tüürida teist elektrisignaali. Laserid on eriliiki valgusallikad, milles rakendatakse stimuleeritud kiirgust ja mis kiirgavad koherentvalguse kitsaid kimpe. Laserites saavutatakse pöördhõive kasutades abitasemeid, mille kaudu saab kuhjata aatomeid kõrgemale tasemele . Laserite kiirgus on koherentne, monokromaatne, suunatud kitsasse vihku ja võib küündida ülivõimsusteni. Lasereid kasutatakse kõiges, kus on vaja selliste omadustega kiirgust nagu laserid toodavad.