Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Крутецкий, И. В. Физика твердого тела учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
23
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
7.4 Mб
Скачать

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие..............................................................................................................

 

 

 

 

 

..

 

3

 

 

Г л а в а

1. Элементы

квантовой механики

и статистической

 

 

 

 

 

 

 

 

 

физики

 

 

 

 

§ 1,1. Элементы квантовой механики • .............................................................

 

волновые свойства

5

 

1.1.1. Корпускулярные свойства излучения и

 

1.1.2.

элементарных

ч асти ц ...........................................................................

 

 

 

 

Электрон в изолированном атоме и принцип П а у л и .................

 

8

 

1.1.3.

Уравнение

Ш редингера........................................................................

м еханике

 

11

 

1.1.4.

Метод возмущений

в квантовой

 

14

 

1.1.5.

Неточность в определении координаты и скорости движуще­

16

 

1.1.6.

гося

электрона........................................................................................

 

 

 

 

 

Электрон в потенциальной яме (пример на квантование энер­

17

 

1.1.7.

гии

электрона) . .........................

 

 

 

Прохождение микрочастицы через потенциальный барьер тун­

21

§

1.2.

 

нельный

эф ф ект

............................

 

 

24

Статистика электронов в твердых т е л а х ..............................................

 

 

1.2.1. Общие сведения из термодинамики и статистики..........................

 

 

1.2.2.

Некоторые положения общей физической статистики . . . .

 

27

 

1.2.3. Статистическое

распределение

Ферми—Д и р а к а ..........................

 

34

 

 

Г л а в а

2.

Полупроводники и зонная теория твердых тел

 

 

§2. 1.

Движение электрона в периодическом поле кр и стал л а.................

39

 

2.1.1.

Образование энергетических зон (качественное рассмотрение)

 

2.1.2.

Движение электрона в периодическом поле кристалла . . . .

46

40

§ 2.2.

Понятие об эффективной массе носителей т о к а ..................................

 

2.2.1.

График функции Е = Е (к) для электрона в кристалле . . .

 

 

2.2.2.

Эффективная масса

электрона........................

 

 

49

§

2.2.3.

Дырки как другой вид носителей т о к а ..............................................

 

 

51

2.3.

Понятие об уровне химического потенциала, уровне Ферми . . .

55

 

2.3.1. Проводники, изоляторы и полупроводники.............................

58

§

2.3.2.

Понятие об уровне

Ферми ..............................................................

 

 

 

2.4.

Дефекты в кристаллической решетке и локальные уровни. Собст­

62

 

 

венная и примесная проводимость полупроводников .....................

 

 

2.4.1. Дефекты в

кристаллической р еш етке...............................................

 

.

§

2.4.2.

Собственная и примесная проводимость полупроводников .

65

2.5.

Длина свободного пробега электрона в кристалле и его подвиж­

68

§

2.6.

ность .......................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

Основные понятия в теории диффузии носителей тока в полупро­

73

 

 

водниках

........................................................................................................

 

т о к

 

 

 

 

2.6.1. Диффузионный

 

 

 

 

2.6.2.

Рекомбинация носителей тока и их диффузионная длина . . .

 

76

 

2.6.3.

Поверхностная

рекомбинация носителей

тока . . . . . . .

 

80

 

Г л а в а 3.

Кристаллическая решетка

твердых

тел

 

 

§3. 1.

Силы связи и внутренняя структура твердых т е л ..................................

 

82

 

3.1.1. Силы связи в кристаллах.......................................................................

 

 

 

 

3.1.2.

Ячейки кристаллической решетки. Индексы узлов, направле­

84

 

 

 

ний и плоскостей реш етки ...................................................................

 

 

 

180

§

3.2.

Кристаллическая решетка твердого тела и расчет ее параметров

.

88

 

3.2.1.

Общие

 

положения...................................................................

 

 

 

....

.

—.

 

3.2.2.

Расчет параметров кубических решеток и решетки алмаза .

.

90

 

3.2.3.

Расчет плотности кристаллов ...........................................................

 

 

95

 

 

 

Г л а в а

4.

Металлы

и общие свойства твердых тел

 

 

§4. 1. Электропроводность металлов

и явление

сверхпроводимости .

.

96

 

4.1.1.

Классическая теория электропроводности для свободных элек­

 

 

 

тронов

в

м етал л е ....................................................................................

квантовой теории электропроводности

 

4.1.2. Основные

положения

98

 

4.1.3.

металлов

 

................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

§

Явление сверхпроводимости м еталлов.............................................

 

 

101

4.2.

Тепловые свойства твердыхт е л ..................................................................

 

 

 

104

 

4.2.1.

Теплопроводность металлов и закон Видемана—Франца . . .

 

§

4.2.2.

Теплоемкость твердых тел и закон Дюлонга и Пти .................

106

4.3.

Магнитные свойства твердыхт е л ..............................................................

 

 

 

113

 

4.3.1.

Магнитные

свойства

ато м о в ..........................................................

 

 

........

117

 

4.3.2.

Диамагнетизм

т е л ..................................................................................

 

 

 

 

 

 

4.3.3.

Парамагнетизм

т е л .............................................................................

 

 

 

 

 

120

§

4.3.4.

Ферромагнитные

т е л а .........................................................................

 

 

 

 

127

4.4.

Эффект Холла в металлах и полупроводниках.................................

 

131

 

4.4.1.

Механизм эффекта Холла в металлах и полупроводниках .

.

 

4.4.2.

Использование

эффекта Х о л л й .........................................................

 

 

 

135

 

Г л а в а 5.

Основы теории

контактных явлений

 

 

 

§5. 1.

Определение для полупроводников концентрации носителей тока

136

 

 

и

уровня

Ф ер м и

..........................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

5.1.1.

Формулы для равновесной концентрации носителей тока в по

 

5.1.2.

лупроводнике

..............................................................

 

Ф ер м и

 

; . . .

 

 

Определение уровня

 

 

 

140

§

5.1.3.

Понятие

о

квазиуровнях

Ф ер м и .....................................................

разность

потенциалов

 

146

5.2.

Термоэлектронная

эмиссия и

контактная

 

148

 

5.2.1.

Термоэлектронная

эм иссия..........................................................

 

 

........

152

§

5.2.2.

Контактная

разность

потенциалов.................................................

теории

полупроводни­

5.3.

Основные

уравнения феноменологической

155

§

5.4.

ков ...................................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контакт металла с полупроводником.....................................................

 

 

 

159

 

5.4.1. Различные

случаи

ко н такта.................................................

 

 

 

 

5.4.2. Расчет толщины приконтактного слоя в полупроводнике на

161

 

5.4.3.

границе

с металлом ..............................................................................

 

 

 

 

 

§

Выпрямляющий контакт металла с полупроводником . . .

. 165

5.5.

Электронно-дырочный

переход .................................................................

 

 

 

166

 

5.5.1. Образование р—п перехода...............................................................

 

у .

 

 

5.5.2.

Исследование р—п п ерехода..................................................

 

170

5.5.3.Расчет толщины р—п перехода при отсутствии внешнего поля 172

5.5.4.Толщина р—п перехода при наличии внешнего напряжения . 175

Литература.....................................................................................................................

179

ИРИНАРХ ВАСИЛЬЕВИЧ КРУТЕЦКИЙ

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Редактор В. Матвеева

Техн. редактор А. Урицкая Корректор А. Дулькина

Сдано в набор 30/1 1974г. Подписано к печати 23/IV 1974г. М-07663 Тираж 5000 Бумага 60 X 901/16. Объем 11,5 п. л. Уч.-изд. л. 13. Зак. № 285 Цена 65 коп.

Ленинградская типография № 4 Союзполиграфпрома дри Государственном ко­ митете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, 196126, Ленинград, Ф-126, Социалистическая ул., 14

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ