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. Pooljuhid on ained, mis tavatingimustel juhivad voolu halvasti. Nt. Räni, germaanium. +joonis 7)Mis on pooljuhi omajuhtivus? Puhaste pooljuhtide juhtivust nimetatakse omajuhtivuseks. See on halb.
· 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 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
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.Aukjuhtivus-On aukude siirdumine valise elektrivälja mõjul ühelt alatasemelt teisele pooljuhi valents tsoonis.Doonornivoo-on keelutsoonis,juhtivustsooni läheduses paiknev energiatase,mille täidavad doonorlisandi elektronid
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 ,,Auk" - elektronist vabanenud koht valentstsoonis 6. Kristallide liigitus: Juhid (metallid) olemas kristallstruktuur, mille moodustavad positiivsed ioonid, mida ümbritsevad vaba elektronid (kusjuures nende leiuala hõlmab kogu kristallstruktuuri
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
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 Eristatakse elektronjuhtivus (n-tüüpi) ja aukjuhtivus (p-juhtivus). 8. Selgita augu mõistet pooljuhtide (üldiselt tahkiste) füüsikas ja kirjelda aukjuhtivuse protsessi. Lk 61 Auk on vaba tase, mis tekib siis kui pooljuhis on siirdatud osa elektrone valentstsoonist juhtivustsooni.
Valents ja juhtivustsoon on eraldatud teineteisest nn. keelatud tsooniga. . 10. Miks metallid on väga head elektrijuhid? Üldiselt on elektrivälja poolt antav energia küllaldane, et suurt hulka elektrone metallides ergastada neile vabadele olekutele ja seetõttu on metallid hea elektrijuhtivusega 11. Miks pooljuhtide ja isolaatorite elektrijuhtivus on madal? Isolaatorites ja pooljuhtides puuduvad täidetud valentstsoonile väga läheldased lubatud energianivood. Vajalik ergastusenergia on paljudele ainetele suurusjärgus mõned elektronvoldid ja ergastamiseks peab kasutama mitteelektriline moodust: soojust või valgust. 12. Mis on elektronide liikuvus? Kui materjalile on rakendatud elektriväli, siis püüavad kõik vabad elektronid liikuda kiirendusega vastu välja suunda. 13. Millest sõltub metalli elektritakistus? temperatuurist ja materjalide koostisest. 14
energia. Neid elektrone nimetatakse vabadeks. Seega elektroni vabastamiseks tuleb ta viia Fermi nivoost kõrgemale tühjale nivoole (anda energiat juurde). Elektrijuhtides (metallides) on selleks vaja juurde anda tühine energia, kuna nivood asuvad väga lähedal (olekute energia on lähedane). Selline olukord on näidatud joonisel 11-4. Juba elektrivälja enda energiast piisab, et vabastada väga suur hulk elektrone. Isolaatorites ja pooljuhtides puuduvad täidetud valentstsoonile lähedased elektronidele lubatud tühjad nivood. Elektroni vabastamiseks on vaja ta viia valentstsoonist juhtivustsooni, st anda juurde energia, mis vastab keelutsooni laiusele Eg (joon 11-5). Elektrivälja energiast selleks ei piisa. Elektrone on võimalik ergastada juhtivustsooni, st vabastada, soojusenergia ja kiirgusenergia abil. Seega temperatuuri tõusuga suureneb ka vabade elektronide kontsentratsioon. 23. Metallide elektrijuhtivus ja ülijuhtivus.
moodustada "elektrongaasi", mis on jaotunud positiivselt laetud ioonidega täidetud kristallvõres joon. 7.5. Kuigi need elektronid pole seotud kindla aatomiga, on vaja nende mõningane ergastamine, et nad muutuksid juhtivuselektronideks. Vaatamata sellele, et vaid osa elektrone on ergastatud ja vabad, on nende vabade elektronide arv suhteliselt suur ja järelikult on materjalid kõrge elektrijuhtivusega. 7.3.2. Isolaatorid ja pooljuhid Isolaatorites ja pooljuhtides puuduvad täidetud valentstsoonile väga läheldased lubatud energianivood. Et saada vabaks peavad elektronid ületama keelatud tsooni ja sattuma vabadele olekutele juhtivustsooni põhjas. See on võimalik vaid siis, kui anname elektronidele energia, mis võrdub nende kahe nivoo vahega ja mis ligikaudu võrdub keelutsooni laiusega Eg. Vastav ergastusprotsess on kujutatud joonisel 7.17. Vajalik ergastusenergia on paljudele ainetele suurusjärgus mõned elektronvoldid ja ergastamiseks peab kasutama