OFP-Tretyak-Lozovski
.pdf347 |
ДОДАТКИ |
Додаток L
Окислювально-відтворювальні реакції
Окислювально-відтворювальні реакції – загальноприйняте позначення REDOX (Reduction and Oxidation) – це хімічні реакції, що протікають зі зміною ступені окислення атомів, що входять до складу ре а- гуючих речовин. Зміна ступенів окислення відбувається шляхом перерозподілу електронів між атомом-окислювачем та ато- мом-відновлювачем. Нагадаємо, що в процесі окислення атом, що входить до речовини-реагенту втрачає електрон, а в процесі відновлювання атом іншої речовини-реагенту набуває додатковий електрон. Таким чином, в процесі окислювально-відновлювальних реакції ре- човина-відновлювач віддає електрони, тобто, окислюється, а речови- на-окислювач приєднує до себе електрони, тобто, відновлюється. При чому будь-яка окис лювально-відновлювальна реакція являє собою єдність двох протилежних перетворювань – окислення та відновлення, що відбуваються одночасно і без відриву однієї від іншої.
Окисленням називається процес віддачі електронів атомом речовини, при цьому ступінь окислення атома підвищується. Ступінь окислення – поняття, що використовують в хімії для зручності опи-
H2 |
e- |
e- |
HF |
HF |
F2
Рис. L1. Схема окислювально-відновної реакції між фтором і воднем
сання окислювально-відновлювальних реакцій і яке являє собою величину, що чисельно дорівнює формальному заряду (кількості електронів) що можна приписати елементу, виходячи з припущення , що всі електрони кожного з його зв'язків перейшли до більш електровід'ємного атома даної сполуки. При відновленні, таким, чином, ступінь окислення зменшується. Окислювач, приймаючи електрони, набуває відновлюючі властивості, перетворюючись у спряжений відновлював, тобто
окислювач + e− ↔ спряжений відновлювач.
Відтворенням називається процес приєднання електронів атомом речовини, при цьому його ступінь окислення знижується. Відтворювач, віддаючи електрони, набуває окислювальних властивостей, перетворюючись у спряжений окислювач:
ЗМІСТ |
|
ВІД АВТОРІВ.................................................................................................................................................................................................................................................. |
7 |
Розділ 1. ЕЛЕМЕНТИ КРИСТАЛОГРАФІЇ............................................................................................................................ |
9 |
1.1. Кристалічні ґратки..................................................................................................................................................................................................... |
9 |
1.1.1. Ґратки Браве................................................................................................................................................................................................................... |
9 |
1.1.2. Класифікація ґраток Браве та кристалічних структур................................ |
12 |
1.2. Пряма та обернена ґратки кристала........................................................................................................................... |
16 |
1.3. Електрони у періодичному потенціалі. Загальні властивості..................... |
22 |
1.4. Теорема Блоха..................................................................................................................................................................................................................... |
25 |
1.5. Циклічні граничні умови Борна–Кармана. |
|
Приведення до зони Бриллюена............................................................................................................................................ |
27 |
1.6. Задачі...................................................................................................................................................................................................................................................... |
31 |
Список літератури..................................................................................................................................................................................................... |
34 |
Розділ 2. ПРИНЦИПИ КВАНТОВОЇ ТЕОРІЇ БАГАТЬОХ ЧАСТИНОК |
|
У ФІЗИЦІ ТВЕРДОГО ТІЛА...................................................................................................................................... |
35 |
2.1. Адіабатичне наближення........................................................................................................................................................................ |
35 |
2.2. Одноелектронне наближення....................................................................................................................................................... |
40 |
2.3. Квазіімпульс........................................................................................................................................................................................................................... |
44 |
2.4. Ізоенергетичні поверхні............................................................................................................................................................................ |
47 |
2.5. Задачі...................................................................................................................................................................................................................................................... |
51 |
Список літератури..................................................................................................................................................................................................... |
51 |
Розділ 3. ЕЛЕКТРОН У ПЕРІОДИЧНОМУ ПОТЕНЦІАЛІ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
. . 53 |
3.1. Рівняння Шредингера для електрона у періодичному потенціалі......... |
53 |
3.2. Електрон у полі потенціалу типу гребінця Дірака................................................................... |
54 |
3.3. Наближення майже вільного електрона............................................................................................................. |
57 |
3.4. Утворення енергетичних зон........................................................................................................................................................ |
64 |
3.5. Електрон у полі потенціалу Кроніга–Пенні................................................................................................ |
65 |
3.6. Утворення енергетичних зон у теорії квазізв'язаного електрона........... |
69 |
3.7. Типи міжатомних зв'язків у кристалах............................................................................................................... |
74 |
3.8. Метали, діелектрики, напівпровідники. Елементарна класифікація...... |
80 |
3.9. Задачі...................................................................................................................................................................................................................................................... |
82 |
Список літератури..................................................................................................................................................................................................... |
83 |
Розділ 4. МЕТОДИ ОБЧИСЛЕННЯ ЗОННОЇ СТРУКТУРИ |
|
КРИСТАЛІЧНИХ ТВЕРДИХ ТІЛ..................................................................................................................... |
85 |
4.1. Метод плоских хвиль........................................................................................................................................................................................ |
88 |
4.2. Метод ортогоналізованих плоских хвиль........................................................................................................ |
89 |
4.3. Метод приєднаних плоских хвиль.................................................................................................................................... |
89 |
4.4. Метод псевдопотенціалу.......................................................................................................................................................................... |
90 |
4.5. k-p-метод........................................................................................................................................................................................................................................ |
92 |
4.6. Метод ефективної маси............................................................................................................................................................................. |
94 |
4.6.1. Розкладання енергії електрона поблизу екстремальних точок.............. |
94 |
4.6.2. Динамічний аспект проблеми ефективної маси..................................................................... |
96 |
4.7. Спін-орбітальна взаємодія.................................................................................................................................................................. |
98 |
4.8. Деякі приклади розрахунків зонної структури напівпровідників...... |
102 |
4.9. Задачі................................................................................................................................................................................................................................................. |
106 |
Список літератури................................................................................................................................................................................................ |
106 |
ОСНОВИ ФІЗИКИ НАПІВПРОВІДНИКІВ |
4 |
Розділ 5. ЕЛЕКТРОН У МАГНІТНОМУ ПОЛІ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
107 |
5.1. Магнітний момент і спін електрона....................................................................................................................... |
107 |
5.2. Електронні статистичні системи.................................................................................................................................. |
108 |
5.3. Рівні Ландау........................................................................................................................................................................................................................ |
111 |
5.4. Задачі................................................................................................................................................................................................................................................. |
115 |
Список літератури................................................................................................................................................................................................ |
115 |
Розділ 6. КОЛИВАННЯ АТОМІВ КРИСТАЛІЧНОЇ ҐРАТКИ................................................. |
117 |
6.1. Одновимірний лінійний ланцюжок атомів........................................................................................... |
117 |
6.2. Довгодіючі сили та метод оберненої ґратки.................................................................................... |
119 |
6.3. Коливання двоатомного лінійного ланцюжка............................................................................... |
122 |
6.4. Коливання атомів кристала. Фонони................................................................................................................... |
124 |
6.5. Статистика фононів....................................................................................................................................................................................... |
126 |
6.6. Електрон-фононна взаємодія.................................................................................................................................................. |
128 |
6.7. Задачі................................................................................................................................................................................................................................................. |
132 |
Список літератури................................................................................................................................................................................................ |
133 |
Розділ 7. ДОМІШКИ ТА ДЕФЕКТИ В НАПІВПРОВІДНИКАХ...................................... |
135 |
7.1. Типи дефектів у напівпровідниках.......................................................................................................................... |
137 |
7.2. Енергетичні стани домішкових напівпровідників............................................................ |
139 |
7.3. Елементарна теорія дефектів................................................................................................................................................. |
143 |
7.4. Задачі................................................................................................................................................................................................................................................. |
146 |
Список літератури................................................................................................................................................................................................ |
147 |
Розділ 8. СТАТИСТИКА ЕЛЕКТРОНІВ У НАПІВПРОВІДНИКАХ |
|
В УМОВАХ ТЕРМОДИНАМІЧНОЇ РІВНОВАГИ........................................................ |
149 |
8.1. Статистика електронів і дірок............................................................................................................................................. |
149 |
8.2. Електрони та дірки........................................................................................................................................................................................... |
152 |
8.3. Щільність станів.................................................................................................................................................................................................... |
157 |
8.3.1. Сферичні ізоенергетичні поверхні......................................................................................................................... |
158 |
8.3.2. Еліпсоїдальні ізоенегретичні поверхні........................................................................................................ |
159 |
8.3.3. Щільність станів для неквадратичного закону дисперсії........................... |
160 |
8.3.4. Щільність станів електронів напівпровідника |
|
в магнітному полі...................................................................................................................................................................................... |
162 |
8.3.5. Щільність станів електронів, |
|
що локалізовані на атомах домішок............................................................................................................ |
165 |
8.4. Концентрація носіїв заряду. |
|
Вироджені та невироджені напівпровідники................................................................................. |
166 |
8.5. Залежність положення рівня Фермі від температури................................................ |
170 |
8.5.1. Рівняння електронейтральності........................................................................................................................... |
170 |
8.5.2. Концентрація електронів і дірок |
|
на простих домішкових центрах................................................................................................................................................... |
170 |
8.5.3. Рівняння електронейтральності для власного напівпровідника........ |
173 |
8.5.4. Напівпровідник, що має домішку одного типу......................................................................... |
175 |
8.5.5. Напівпровідник, що містить акцепторну та донорну домішки.......... |
183 |
8.5.6. Вироджений напівпровідник .............................................................................................................................................. |
185 |
8.6. Задачі................................................................................................................................................................................................................................................. |
187 |
Список літератури................................................................................................................................................................................................ |
190 |
ОСНОВИ ФІЗИКИ НАПІВПРОВІДНИКІВ |
6 |
11.7. Дрейф неосновних надлишкових носіїв заряду................................................................... |
295 |
11.8. Дифузія та дрейф носіїв заряду в напівпровідниках |
|
із провідністю, близькою до власної.............................................................................................................. |
297 |
11.9. Задачі............................................................................................................................................................................................................................................ |
300 |
Список літератури................................................................................................................................................................................................ |
302 |
Розділ 12. НЕСТІЙКОСТІ У НАПІВПРОВІДНИКАХ............................................................................ |
303 |
12.1. Електропровідність напівпровідників |
|
у сильних електричних полях........................................................................................................................................... |
303 |
12.2. Електронна температура............................................................................................................................................................... |
308 |
12.3. Диференціальна провідність. |
|
N- та S-подібні вольт-амперні характеристики..................................................................... |
311 |
12.4. Критерії виникнення нестійкості........................................................................................................................... |
315 |
12.5. Ударна іонізація................................................................................................................................................................................................... |
317 |
12.6. Ефект Ганна.................................................................................................................................................................................................................. |
318 |
12.7. Умови виникнення від'ємної диференціальної провідності................. |
322 |
12.8. Задачі............................................................................................................................................................................................................................................ |
324 |
Список літератури................................................................................................................................................................................................ |
326 |
ДОДАТКИ.................................................................................................................................................................................................................................................... |
327 |
Додаток А. Теорема Блоха для вироджених систем............................................................................... |
327 |
Додаток B. Оператор координати в k-представленні......................................................................... |
329 |
Додаток C. Функція розподілу |
|
за багатозарядними домішковими центрами...................................................... |
330 |
Додаток D. Час релаксації носіїв заряду |
|
за розсіювання на іонах домішок....................................................................................................... |
332 |
Додаток Е. Енергія, яку втрачає електрон |
|
за розсіювання на оптичному фононі..................................................................................... |
336 |
Додаток F. Визначення відношення коефіцієнта дифузії |
|
до рухливості........................................................................................................................................................................................ |
337 |