Halfgeleider (vastestoffysica): verschil tussen versies
Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
→Nadere uitleg: Link "mee verplaatst" i.v.m. vorige wijziging |
|||
Regel 10:
Het extreemste geval van deze overlapping van golffuncties is te vinden bij een metaal als [[cesium]]. In dit geval gaan de buitenste elektronen – oorspronkelijk van elk cesiumatoom het ene buitenste ''s''-elektron – zich min of meer gedragen als een soort ‘gas’ van vrije elektronen. In dit model stellen we de elektronen voor als een verzameling deeltjes die zich geheel vrijelijk en onafhankelijk van elkaar of van de atoomkernen door het gehele kristal kunnen bewegen zoals de moleculen van een [[ideaal gas]]. Het enige ‘restant’ van de invloed van de kristalstuctuur komt tot uiting in de afwijkende ''effectieve massa'' die men aan deze elektronen moet toekennen om deze beschrijving als een ''elektronengas'' praktisch bruikbaar te maken.
Dit heeft tot gevolg dat de oorspronkelijk identieke energieniveaus van de losse atomen samenvloeien tot een ''band'' van in energie uitgewaaierde toestanden. Dit verschijnsel noemt men ''
De verdelingsdichtheid van de elektronen over de energieniveaus is de [[Fermi-Diracstatistiek|Fermi-Diracverdeling]]. Het hoogste energieniveau waar zich bij het nulpunt van de [[absolute temperatuur]] nog elektronen bevinden, wordt het [[Fermi-niveau]] genoemd. Bij deze temperatuur zijn alle niveaus beneden het Fermi-niveau bezet, terwijl alle niveaus daarboven vrij zijn. Om zich te kunnen verplaatsen, hebben elektronen extra [[kinetische energie]] nodig. Daar ze die in deze situatie niet kunnen krijgen, kunnen zij zich niet verplaatsen, zodat er ook nauwelijks elektrische geleiding mogelijk is. Als ze wel energie van buiten ontvangen, is de temperatuur immers niet meer 0 K.
| |||