Halfgeleider (vastestoffysica): verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Rubinbot (overleg | bijdragen)
k r2.5.4) (Robot: gewijzigd: ru:Полупроводник
k Code -> sjabloon
Regel 5:
 
== Nadere uitleg ==
Elektronen zijn [[fermion]]en, dat wil zeggen deeltjes met een asymmetrische golffunctie. Dientengevolge kunnen elektronen in een atoom in één bepaald energieniveau zich vanwege het zgn. [[uitsluitingsprincipe van Pauli]] slechts twee elektronen bevinden, met tegengestelde [[Spin (kwantummechanica)|spin]]. In een vaste stof zitten de atomen veel dichter opeen dan in een gas, waardoor de [[golffunctie]]s van hun buitenste elektronen elkaar in meer of mindere mate gaan overlappen. Dit leidt tot een wisselwerking die zich over alle atomen van het rooster uitstrekt. Afhankelijk van de sterkte van de interactie leidt dit tot een extreme mate van ''[[Gedelokaliseerd elektron|delokalisatie]]'' van deze buitenste elektronen. Een elektron bevindt zich dan niet langer in een baan die bij één atoom behoort, maar in een baan die zich over het gehele kristal uitstrekt.
 
[[Bestand:Dispersie.JPG|right|250px|thumb|Schematische weergave van de dispersie bij condensatie]]
Het extreme 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 gedragen als een soort ‘gas’ van vrije elektronen, omdat zij zich geheel vrij en onafhankelijk van elkaar door het gehele kristal kunnen bewegen, net als de moleculen van een [[ideaal gas]]. De invloed van de kristalstructuur 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 ''energieband''. Dit verschijnsel noemt men ''dispersie'' (niet te verwarren met de [[Dispersie (natuurkunde)|optische betekenis]] van dit woord). De dispersie hangt sterk af van de mate van overlapping en is dus in de regel het sterkst als de band opgebouwd wordt uit ''s''-niveaus en het zwakst bij ''f''-niveaus. In de schematische figuur zijn slechts vijf buuratomen weergegeven, maar zelfs in een heel klein kristal zijn er al vele miljarden. Tussen deze energiebanden liggen ''[[Band gap|verboden zones]]'' (ook wel ''energiekloven'' genoemd; Engels: ''band gaps''). De opeenstapeling van deze kloven en energiebanden wordt de ''bandenstructuur'' van die stof genoemd.
 
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]] (0 K) nog elektronen bevinden, wordt het [[Fermi-niveau]] genoemd. Als de geleidingsband (zie hieronder) zich geheel boven dit niveau bevindt, is er bij 0 K geen elektrische geleiding mogelijk. De geleidbaarheid van halfgeleiders is in het algemeen dan ook sterk temperatuurafhankelijk.
Regel 41:
 
== Noten en referenties ==
{{References}}
<references />
 
[[Categorie:Natuurkunde]]