POLITECHNIKA WROCŁAWSKA

Wydział Chemiczny

CHEMIA NIEORGANICZNA – PODSTAWY

WYKŁAD

TEORIA PASMOWA

CIAŁA STAŁEGO

przewodnictwo =

opór

1

Ω

1

Wykład 7 – Teoria pasmowa ciała stałego

Przewodnictwo elektryczne ciał stałych

 

      

srebro

61,39·10

6

miedź

58,6·10

6

złoto

44,0·10

6

glin

36,59·10

6

wolfram

18,38·10

6

żelazo

10,02·10

6

chrom

8,74·10

6

ołów

4,69·10

6

tytan

2,56·10

6

substancj

a

przewodność

właściwa

german

1,45

krzem

2,52·10

-4

tellur

200

woda morska

5

woda pitna

0,05

czysta woda

5·10

-6

izolatory ~10

–24

Wykład 7 – Teoria pasmowa ciała stałego

Przewodnictwo elektryczne metali

„gaz elektronowy”

Wykład 7 – Teoria pasmowa ciała stałego

Powstawanie pasm energetycznych

1

2

3

7 10

~∞

12

Liczba atomów

Wykład 7 – Teoria pasmowa ciała stałego

Zależność szerokości pasm od odległości między atomami

Be

Wykład 7 – Teoria pasmowa ciała stałego

Pasma energetyczne w izolatorach

Diament

sp

3

sp

3

σ

σ*

2 atomy C

kryształ

pasmo

puste

pasmo

zapełnione

pasmo

przewodnictwa

pasmo

podstawowe

pasmo

wzbronione

E

Wykład 7 – Teoria pasmowa ciała stałego

Szerokość pasma wzbronionego
w węglowcach o strukturze diamentu

C

diament

pasmo

puste

pasmo

zapełnione

E

Si

pasmo

puste

pasmo

zapełnione

Ge

pasmo

puste

pasmo

zapełnione

Sn

szara

pasmo

puste

pasmo

zapełnione

Diament

Pb

pasmo

puste

pasmo

zapełnione

E

g

6,0

E

g

[eV]

1,1

0,7

0,1

0,0

IZOLATOR

PRZEWODNIK

PÓŁPRZEWODNIKI

Wykład 7 – Teoria pasmowa ciała stałego

Rodzaje półprzewodników na przykładzie krzemu

E

Si+As

pasmo

puste

pasmo

zapełnione

As

Si+B

pasmo

puste

pasmo

zapełnione

B

Półprzewodnik

SAMOISTNY

Półprzewodnik

DOMIESZKOWY

typu N

Półprzewodnik

DOMIESZKOWY

typu P

Si

pasmo

puste

pasmo

zapełnione

Wykład 7 – Teoria pasmowa ciała stałego

brak

przewodzeni

a

prądu

przewodzeni

e

prądu

Przepływ prądu przez złącze

półprzewodników typu „p” i „n”

+

–

+

–

0

0

DIODA

TRANZYSTORY

UKŁADY SCALONE

Płytka Si z układami scalonymi

Wykład 7 – Teoria pasmowa ciała stałego

UKŁADY SCALONE

Kryształ Si

Kryształ Si pocięty na płytki