Полупроводник при температуре
Чем объясняться что при температуре абсолютного нуля полупроводник стает изолятором? И почему електроны в этом слутае замедляют свой ход?
Все очень просто. Электроны в атоме притягиваются ядром. Чтобы разорвать эту связь, электрону нужна энергия. Чем выше температура, тем больше энергия. Чем ниже температура, тем меньше энергия.
Кстати, абсолютный нуль не достижим. При Т=0К прекращается движение всех молекул или атомов, и тело перестает существовать. Е=3/2kТ, Если Т=0, то энергия Е=0
Температура с молекулярно-кинетической точки зрения — физическая величина, характеризующая интенсивность хаотического, теплового движения всей совокупности частиц системы и пропорциональная средней кинетической энергии поступательного движения одной частицы.
Абсолю́тный ноль температу́ры — это минимальный предел температуры, которую может иметь физическое тело. Абсолютный ноль служит началом отсчёта абсолютной температурной шкалы, например, шкалы Кельвина. По шкале Цельсия абсолютному нулю соответствует температура −273,15 °C
В результате эксправоляции поведения веществ при низких температурах получается, что при абсолютном нуле энергия теплового движения молекул и атомов вещества должна быть равна нулю, то есть хаотическое движение частиц прекращается, и они образуют упорядоченную структуру, занимая чёткое положение в узлах кристаллической решётки.
Полупроводники характеризуются как свойствами проводников, так и диэлектриков.
Так как, образуя кристаллы, атомы полупроводников устанавливают ковалентные связи (то есть, один электрон в кристалле кремния, как и алмаза, связан двумя атомами) , электронам необходим уровень внутренней энергии для высвобождения из атома (1, 76*10-19Дж против 11, 2*10-19Дж, чем и характеризуется отличие между полупроводниками и диэлектриками) . Эта энергия появляется в них при повышении температуры (например, при комнатной температуре уровень энергии теплового движения атомов равняется 0, 4*10-19Дж) , и отдельные атомы получают энергию для отрыва электрона от атома. В процессе повышения температуры количество свободных электронов возрастает - удельное сопротивление падает. Условно принято считать полупроводниками элементы с энергией связи электронов меньшей чем 1, 5 - 2 эВ.
При понижении температуры внутренняя энергия высвобождения электронов увеличится. Со всеми вытекающими :)
При снижении температуры уменьшается количество свободных электронов, обеспечивающиих проводимость. При сверхнизких температурах процесс освобождения электронов прекращается и проводимость становится равной нулю. Т. е. полупроводник становится диэлектриком.
так холодно, что даже у электронов кровь в жилах стынет. Вот и тащатся как сонные мухи.