Många analfabeter tror att kvantmekanik bara är ett matematiskt spel utan praktiskt värde. Haha, låt oss hitta en förfader för datorchips, ta en titt på demonstrationen:
Många analfabeter tror att kvantmekanik bara är ett matematiskt spel utan praktiskt värde. Haha, låt oss hitta en förfader för datorchips, ta en titt på demonstrationen:
Ledare kan vi förstå, isolatorer kan vi också förstå. För första gången har mina vänner blivit förvirrade av fysiken, och jag är rädd att det är halvledare. Därför kommer jag att betala tillbaka denna skuld å alla fysiklärares vägnar.
När atomer bildar ett fast ämne finns det många identiska elektroner som blandas ihop, men kvantmekaniken tror att två identiska elektroner inte kan stanna i samma bana. Därför, för att förhindra dessa elektroner från att slåss i samma omlopp, delas många orbitaler i flera orbitaler. Med så många orbitaler sammanpressade kommer de av misstag närmare och blir breda stora orbitaler. Denna typ av bred omloppsbana som bildas genom att klämma ihop många fina orbitaler kallas ett energiband.
Vissa breda orbitaler är fulla av elektroner, vilket gör dem oförmögna att röra sig. Vissa breda orbitaler är väldigt tomma, vilket gör att elektroner kan röra sig fritt. Elektroner kan röra sig och ser ut att leda elektricitet makroskopiskt. Omvänt, om elektroner inte kan röra sig, kan de inte leda elektricitet.
Okej, låt oss hålla det enkelt och inte nämna begreppen "prisband, fullt band, förbjudet band och guideband". Förbered dig på att fokusera på cirkeln!
Vissa fulla orbitaler är för nära tomma orbitaler, och elektroner kan utan ansträngning förflytta sig från hela banan till den tomma omloppsbanan, vilket gör att de kan röra sig fritt. Det här är en konduktör. Konduktivitetsprincipen för envärda metaller är något annorlunda.
Men ofta finns det ett gap mellan två breda orbitaler, och elektroner kan inte korsa det ensamma, så de leder inte elektricitet. Men om gapets bredd är inom 5 ev, kan tillförsel av extra energi till elektronen också korsa den tomma omloppsbanan och röra sig fritt över den, vilket är ledande. Denna typ av fast material med en spaltbredd som inte överstiger 5 ev är ibland ledande och ibland inte, så det kallas en halvledare.
Om gapet överstiger 5 ev, måste det i princip stoppas. Under normala omständigheter kan elektroner inte passera, vilket är en isolator. Naturligtvis, om energin är tillräckligt stor, för att inte tala om gapet på 5 ev, kan till och med 50 ev fortfarande rinna igenom, till exempel högspänningsel som bryter igenom luften.
Vid denna tidpunkt har bandteorin som utvecklats av kvantmekaniken nästan tagit form. Bandteorin förklarar systematiskt de väsentliga skillnaderna mellan ledare, isolatorer och halvledare, som beror på gapet mellan de fulla och tomma orbitalen, och akademiskt, på bandgapets bredd mellan valens- och ledningsbanden.
När atomer bildar ett fast ämne finns det många identiska elektroner som blandas ihop, men kvantmekaniken tror att två identiska elektroner inte kan stanna i samma bana. Därför, för att förhindra dessa elektroner från att slåss i samma omlopp, delas många orbitaler i flera orbitaler. Med så många orbitaler sammanpressade kommer de av misstag närmare och blir breda stora orbitaler. Denna typ av bred omloppsbana som bildas genom att klämma ihop många fina orbitaler kallas ett energiband.
Vissa breda orbitaler är fulla av elektroner, vilket gör dem oförmögna att röra sig. Vissa breda orbitaler är väldigt tomma, vilket gör att elektroner kan röra sig fritt. Elektroner kan röra sig och ser ut att leda elektricitet makroskopiskt. Omvänt, om elektroner inte kan röra sig, kan de inte leda elektricitet.
Okej, låt oss hålla det enkelt och inte nämna begreppen "prisband, fullt band, förbjudet band och guideband". Förbered dig på att fokusera på cirkeln!
Vissa fulla orbitaler är för nära tomma orbitaler, och elektroner kan utan ansträngning förflytta sig från hela banan till den tomma omloppsbanan, vilket gör att de kan röra sig fritt. Det här är en konduktör. Konduktivitetsprincipen för envärda metaller är något annorlunda.
Men ofta finns det ett gap mellan två breda orbitaler, och elektroner kan inte korsa det ensamma, så de leder inte elektricitet. Men om gapets bredd är inom 5 ev, kan tillförsel av extra energi till elektronen också korsa den tomma omloppsbanan och röra sig fritt över den, vilket är ledande. Denna typ av fast material med en spaltbredd som inte överstiger 5 ev är ibland ledande och ibland inte, så det kallas en halvledare.
Om gapet överstiger 5 ev, måste det i princip stoppas. Under normala omständigheter kan elektroner inte passera, vilket är en isolator. Naturligtvis, om energin är tillräckligt stor, för att inte tala om gapet på 5 ev, kan till och med 50 ev fortfarande rinna igenom, till exempel högspänningsel som bryter igenom luften.
Vid denna tidpunkt har bandteorin som utvecklats av kvantmekaniken nästan tagit form. Bandteorin förklarar systematiskt de väsentliga skillnaderna mellan ledare, isolatorer och halvledare, som beror på gapet mellan de fulla och tomma orbitalen, och akademiskt, på bandgapets bredd mellan valens- och ledningsbanden.
