9.S: Fizikia ya Matukio ya Fizikia (muhtasari)

Masharti muhimu

uchafu wa kukubali	atomi badala kwa mwingine katika semiconductor kwamba matokeo katika elektroni bure
amplifier	kifaa cha umeme kinachoongeza ishara ya umeme
msingi wa sasa	sasa inayotolewa kutoka nyenzo msingi n -aina katika transistor
Nadharia ya BCS	nadharia ya superconductivity msingi mwingiliano elektroni-lattice-
ujazo unaozingatia mwili (BCC)	muundo wa kioo, ambapo ion imezungukwa na majirani nane wa karibu, iko kwenye pembe za kiini cha kitengo
kuvunjika voltage	katika diode, reverse upendeleo voltage zinahitajika kusababisha Banguko la sasa
mtoza sasa	sasa inayotolewa kutoka kwa mtoza p -aina vifaa
bendi ya upitishaji	juu ya bendi ya valence, pili inapatikana bendi katika muundo wa nishati ya kioo
jozi Cooper	jozi ya elektroni pamoja katika superconductor
dhamana ya covalent	dhamana iliyoundwa na kugawana ya elektroni moja au zaidi kati ya atomi
muhimu magnetic shamba	kiwango cha juu shamba required kuzalisha super
joto kali	kiwango cha juu cha joto ili kuzalisha supercond
wiani wa majimbo	idadi ya majimbo ya quantum kuruhusiwa kwa nishati kitengo
safu ya kupungua	kanda karibu na makutano ya p-n ambayo hutoa shamba la umeme
dissociation nishati	kiasi cha nishati zinahitajika kuvunja mbali molekuli katika atomi; pia, jumla ya nishati kwa jozi ion kutenganisha kioo katika ions wametengwa
uchafu wa wafadhili	atomi kubadilishwa kwa mwingine katika semiconductor kwamba matokeo katika bure elektroni shimo
doping	mabadiliko ya semiconductor na badala ya aina moja ya atomi na mwingine
drift kasi	kasi ya wastani ya chembe ya kusonga nasibu
mpito wa umeme wa dipole	mpito kati ya viwango vya nishati kuletwa na ngozi au chafu ya mionzi
ushirika wa elektroni	nishati inayohusishwa na elektroni iliyokubaliwa (imefungwa)
idadi ya elektroni wiani	idadi ya elektroni kwa kiasi cha kitengo
bendi ya nishati	karibu kuendelea bendi ya ngazi za elektroniki nishati katika imara
pengo la nishati	pengo kati ya bendi ya nishati katika imara
umbali wa mgawanyo wa usawa	umbali kati ya atomi katika molekuli
kubadilishana ulinganifu	jinsi kazi ya wimbi la jumla inavyobadilika chini ya kubadilishana elektroni mbili
uso unaozingatia ujazo (FCC)	muundo wa kioo, ambapo ion imezungukwa na majirani sita ya karibu, iko kwenye nyuso za kiini cha kitengo;
Fermi nishati	nishati kubwa kujazwa na elektroni katika chuma katika\(\displaystyle T=0K\)
Fermi sababu	idadi ambayo inaonyesha uwezekano kwamba hali ya nishati kutokana na kujazwa
Joto la Fermi	ufanisi joto la elektroni na nguvu sawa na nishati Fermi
mbele upendeleo Configuration	usanidi wa diode unaosababisha sasa
mfano wa elektroni wa bure	mfano wa chuma kwamba maoni elektroni kama gesi
shimo	unoccupied majimbo katika bendi ya nishati
kuchanganyikiwa	mabadiliko katika muundo wa nishati ya chembe ambayo majimbo yenye mchanganyiko yenye nguvu hushiriki katika kuunganisha
uchafu atomi	kukubali au wafadhili uchafu atomi
uchafu bendi	nishati mpya bendi kujenga na doping semiconductor
ionic dhamana	dhamana iliyoundwa na kivutio Coulomb ya ions chanya na hasi
transistor ya makutano	valve ya umeme kulingana na makutano ya p-n-p
kimiani	safu ya mara kwa mara au utaratibu wa atomi katika muundo kioo
Madelung mara kwa mara	mara kwa mara ambayo inategemea jiometri ya kioo iliyotumiwa kuamua nishati ya jumla ya uwezo wa ion katika kioo
wengi carrier	elektroni bure (au mashimo) imechangia na atomi uchafu
wachache carrier	free elektroni (au mashimo) zinazozalishwa na excitations mafuta katika pengo nishati
n -aina semiconductor	doped semiconductor kwamba inafanya elektroni
p-n makutano	makutano sumu kwa kujiunga na p - na n -aina semiconductors
p -aina semiconductor	doped semiconductor kwamba inafanya mashimo
molekuli ya polyatomiki	molekuli sumu ya atomi zaidi ya moja
repulsion mara kwa mara	parameter ya majaribio inayohusishwa na nguvu ya kukataa kati ya ions ilileta karibu sana kwamba kanuni ya kutengwa ni muhimu
kubadilisha upendeleo Configuration	usanidi wa diode ambayo husababisha sasa ya chini
kiwango cha nishati ya mzunguko	ngazi ya nishati inayohusishwa na nishati ya mzunguko wa molekuli
utawala wa uteuzi	utawala kwamba mipaka mabadiliko iwezekanavyo kutoka hali moja quantum hadi nyingine
semicond	imara na ndogo pengo nishati kati ya chini kabisa kujazwa band na ya inapatikana unfilled band
rahisi za ujazo	muundo wa kioo wa msingi ambao kila ion iko kwenye nodes ya gridi ya tatu-dimensional
aina mimi superconductor	superconducting kipengele, kama vile alumini au zebaki
aina II superconductor	superconducting kiwanja au alloy, kama vile chuma mpito au kipengele actinide mfululizo
bendi ya valence	juu ya nishati ya bendi kwamba ni kujazwa katika muundo wa nishati ya kioo
van der Waals dhamana	dhamana iliundwa na mvuto wa molekuli mbili umeme polarized
ngazi ya nishati ya vibrational	ngazi ya nishati ya kuhusishwa na nishati vibrational ya molekuli

Mlinganyo muhimu

Nishati ya umeme kwa umbali wa mgawanyo wa usawa kati ya atomi	\(\displaystyle U_{coul}=−\frac{ke^2}{r_0}\)
Mabadiliko ya nishati yanayohusiana na bonding ionic	\(\displaystyle U_{form}=E_{transfer}+U_{coul}+U_{ex}\)
Sehemu muhimu ya magnetic ya superconductor	\(\displaystyle B_c(T)=B_c(0)[1−(\frac{T}{T_c})^2]\)
Nishati ya mzunguko wa molekuli ya diatomic	\(\displaystyle E_r=l(l+1)\frac{ℏ^2}{2I}\)
Tabia ya nishati ya mzunguko wa molekuli	\(\displaystyle E_{0r}=\frac{ℏ^2}{2I}\)
Nishati inayohusishwa na kanuni ya kutengwa	\(\displaystyle U_{ex}=\frac{A}{r^n}\)
Dissociation nishati ya imara	\(\displaystyle U_{diss}=α\frac{ke^2}{r_0}(1−\frac{1}{n})\)\ (
oment ya hali ya molekuli diatomic na molekuli kupunguzwa\(μ\)	\(\displaystyle I=μr^2_0\)
Electron nishati katika chuma	\(\displaystyle E=\frac{π^2ℏ^2}{2mL^2}(n^2_1+n^2_2+n^2_3)\)
Uzito wa elektroni wa majimbo ya chuma	\(\displaystyle g(E)=\frac{πV}{2}(\frac{8m_e}{h^2})^{3/2}E^{1/2}\)
Fermi nishati	\(\displaystyle E_F=\frac{h^2}{8m_e}(\frac{3N}{πV})^{2/3}\)
Fermi joto	\(\displaystyle T_F=\frac{E_F}{k_B}\)
Hall athari	\(\displaystyle V_H=uBw\)
Sasa dhidi ya voltage ya upendeleo katika makutano ya p-n	\(\displaystyle I_{net}=I_0(e^{eV_b/k_BT}−1)\)
Faida ya sasa	\(\displaystyle I_c=βI_B\)
Uchaguzi wa utawala wa mabadiliko ya nishati ya mzunguko	\(\displaystyle Δl=±1\)
Uchaguzi wa utawala wa mabadiliko ya nishati ya vibrational	\(\displaystyle Δn=±1\)

Muhtasari

9.1 Aina ya vifungo vya Masi

• Molekuli huunda na aina mbili kuu za vifungo: dhamana ya ionic na dhamana ya covalent. Dhamana ya ionic huhamisha elektroni kutoka kwa atomi moja hadi nyingine, na dhamana ya covalent inashiriki elektroni.

• Mabadiliko ya nishati yanayohusiana na kuunganisha ionic inategemea michakato mitatu kuu: ionization ya elektroni kutoka atomi moja, kukubalika kwa elektroni kwa atomi ya pili, na kivutio cha Coulomb cha ions zinazosababisha.

• Vifungo vyema vinahusisha kazi za wimbi la nafasi.

• Atomi hutumia mchanganyiko wa mstari wa kazi za wimbi katika kuunganishwa na molekuli nyingine (hybridization).

9.2 Masi Spectra

• Molekuli zina nishati ya vibrational na ya mzunguko.

• Tofauti za nishati kati ya ngazi za nishati za vibrational zilizo karibu ni kubwa kuliko zile kati ya viwango vya nishati ya mzunguko.

• Kugawanyika kati ya kilele katika wigo wa ngozi ni inversely kuhusiana na wakati wa inertia.

• Mabadiliko kati ya viwango vya nishati ya vibrational na mzunguko hufuata sheria za uteuzi.

9.3 Bonding katika fuwele yabisi

• Miundo ya kufunga ya chumvi za kawaida za ionic ni pamoja na FCC na BCC.

• Uzito wa kioo ni inversely kuhusiana na mara kwa mara ya usawa.

• Nishati ya kujitenga ya chumvi ni kubwa wakati umbali wa mgawanyo wa usawa ni mdogo.

• Msongamano na radii ya usawa kwa chumvi za kawaida (FCC) ni karibu sawa.

9.4 Free Electron Mfano wa Metali

• Vyuma hufanya umeme, na umeme hujumuisha idadi kubwa ya kugongana kwa nasibu na takriban elektroni huru.

• Mataifa ya nishati ya kuruhusiwa ya elektroni yanathibitishwa. Quantization hii inaonekana kwa namna ya nguvu kubwa za elektroni, hata\(\displaystyle T=0K\).

• Nguvu za kuruhusiwa za elektroni za bure katika chuma hutegemea wingi wa elektroni na wiani wa namba ya elektroni ya chuma.

• Uzito wa majimbo ya elektroni katika chuma huongezeka kwa nishati, kwa sababu kuna njia nyingi za elektroni kujaza hali ya juu ya nishati kuliko hali ya chini ya nishati.

• Kanuni ya kutengwa kwa Pauli inasema kuwa elektroni mbili tu (zinazunguka na kuzunguka) zinaweza kuchukua kiwango sawa cha nishati. Kwa hiyo, katika kujaza viwango hivi vya nishati (chini hadi juu\(\displaystyle T=0K\)), kiwango cha mwisho na kikubwa cha nishati kinachotumiwa kinaitwa nishati ya Fermi.

9.5 Band nadharia ya yabisi

• Viwango vya nishati vya elektroni katika kioo vinaweza kuamua kwa kutatua equation ya Schrödinger kwa uwezo wa mara kwa mara na kwa kusoma mabadiliko kwa muundo wa nishati ya elektroni kama atomi zinavyosukumwa pamoja kutoka umbali.

• Mfumo wa nishati wa kioo una sifa ya bendi za nishati zinazoendelea na mapungufu ya nishati.

• Uwezo wa imara kufanya umeme hutegemea muundo wa nishati wa imara.

9.6 Semiconductors na Doping

• Mfumo wa nishati wa semiconductor unaweza kubadilishwa kwa kubadili aina moja ya atomi na mwingine (doping).

• Semiconductor n -aina doping inajenga na hujaza ngazi mpya ya nishati tu chini ya bendi upitishaji.

• Semiconductor p -aina doping inajenga ngazi mpya ya nishati tu juu ya bendi valence.

• Athari ya Hall inaweza kutumika kuamua malipo, kasi ya drift, na wiani wa idadi ya carrier wa semiconductor.

Vifaa vya Semiconductor

• Diode huzalishwa na makutano ya n-p. Diode inaruhusu sasa kuhamia katika mwelekeo mmoja tu. Katika usanidi wa mbele wa diode, sasa huongezeka kwa kiasi kikubwa na voltage.

• Transistor huzalishwa na makutano ya n-p-n. Transistor ni valve ya umeme inayodhibiti sasa katika mzunguko.

• Transistor ni sehemu muhimu katika amplifiers za sauti, kompyuta, na vifaa vingine vingi.

9.8 Superconductivity

• Superconductor ina sifa mbili: uendeshaji wa elektroni na upinzani wa umeme wa sifuri na kupindua mistari ya magnetic shamba.

• Joto la chini linahitajika kwa superconductivity kutokea.

• Sehemu kali ya magnetic huharibu superconductivity

• Superconductivity inaweza kuelezea kwa suala la jozi za Cooper.