§3.Электропроводность чистых металлов.

• -электропроводность.

U- подвижность, q- заряд, n- концентрация С ростом температуры R растет. I - область низких температур- ρ зависит от Т в степени 1 . II - область высоких температур- зависимость от температуры возрастает ( Т^o )

§4.Электропроводность собственных полупроводников.

      В собственных полупроводниках концентрация примесей равна нулю ( N_прим.=0 ; n_i=p_i ).

прологарифмируем ищем аналогию с математическим представлением прямой y=kx+b , и получаем      где tgα = -EД/2kT Измерив tgα , мы можем найти Eg - ширину запрещенной зоны .

§5.Электропроводность примесных полупроводников .

      N_д' < N_д'' < N_д'''

1). Рассмотрим ab - участок примесной проводимости .

tgα' =-Eg/2kT ; tgα = -EД/2kT . Проводимость в этой области слабо , но зависит от температуры . 2). Рассмотрим участок bc . n=N_Д=const . Проводимость будет определяться существующими в полупроводнике механизмами рассеяния . I - область рассеяния на фононах . II - область рассеяния на примесях . 3). Рассмотрим участок cd , характеризующий собственную электропроводность .

4). Рассмотрим участок c'''b'''a''' . Для больших концентраций примесей отсутствует ba , поэтому электропроводность является функцией време-ни . Концентрация не зависит от механизма рассеивания .            Формула Эйнштейна.  , где Д - коэффициент диффузии , U - подвижнисть.

§6.Сверхпроводимость.

      Каммеринг и Онессон впервые получили сверхнизкие температуры, при получении жидкого He ( T=4^oK ). При эксперементе с металлами ( ртуть , олово , свинец ) в охлажденном состоянии в 1914 году было зафиксировано , что сопротивление при сверхнизких температурах падает скачком до нуля. До этого считалось, что существует некоторое остаточное сопротивление (Rост. ).       Вскоре получили сплав NbAlGe , у которого сверхпроводимость наблюдается при 21,8K. В 1933 г. , продолжая исследовать эффект сверхпроводимости , материалы помещали в очень сильное внешнее магнитное поле и охлаждали . Магнитное поле исчезало ( - так ведут себя только диамагнетики ) . Этот эффект был открыт Мейснером и Оксенфельдим. Далее - Бардин-Купер-Шриффер, в нашей стране - Гинсбург-Ландау-Абрикосов-Горьков. - "куперовская пара ". Обычно два электрона отталкиваются. Но если есть положительный заряд между ними ( т. е. ядро ) , то они косвенно притягиваются друг к другу. То есть, кода мы рассматриваем систему электронов и положительных ионов , необходимо учесть эффект поляризации , который приводит к возникновению косвенного взаимодей-ствия ( это всё относится к телам , у которых взаимодействие электрон - решетка сильное ). Когда два элемента с противоположными спинами приближаются друг к другу и косвенно взаимодействуют, они образуют купе-ровскую пару, суммарный спин которой равен 0 . Поэтому она представляет собой бозон. На одном уровне может находиться бесконечное количество бозонов. Такие пары могут свободно протекать по объему кристал-ла не замечая ядер . Максимальное расстояние между такими электронами 10 мкм . Вырвать одну такую пару из объема кристалла очень сложно ( и тем сложнее , чем больше таких пар . Эффект образования куперовских пар связан с коллективным эффектом. Рассмотрим энергию образования куперовских пар.

1). Если низкая температура, то Eсв. много больше kT , поэтому куперовскую пару трудно разрушить колеба-ниями кристаллической решетки. 2). При высоких температурах Eсв. сравнима с kT , поэтому происходит естественное разрушение. T_кр.=Q_д exp(1/q) , ( для большинства веществ q меньше , либо равно 0.5 и q~Eсв. ), где Q=hυmax/k - максимальная частота колебаний ионов решетки, где h - постоянная Планка, umax - максимальная частота ко-лебаний кристаллической решетки, k - постоянная Больцмана . Отсюда следует, что T_кр. не может быть больше 40 градусов по Цельсию. Абрикосов и Горьков начали исследование и установили, что, если примесь не обладает магнитными свойст-вами, то она не влияет на свойства сверхпроводимости. Если же есть примесь железа и марганца, то снижается T_пр., поэтому исчезает энергетическая щель и получатся безщелевая сверхпроводимость. Это дало:       - внесло кардинальные изменения в представления об обязательных условиях возникновения сверхпроводи-мости, если есть такая щель .       - на основе данного открытия могут быть созданы сверхпроводники , управляемые магнитным полем ( через примесь ) , выдерживающих большие токи и магнитные поля .       - сверхпроводящие магниты, генераторы и двигатели.