從零開始學電子之基礎篇

wb61850

這個是“共有價電子對”的示意圖。
大家知道，“原子物理”是比較抽象的，所以大家要充分的展開“空間想象力”。呵呵
對于“硅（單晶硅）”這樣的材料中存在大量的“硅原子”，這些硅原子是怎樣樣結合起來（通過一種什么樣的結合力互相聯系）構成材料（宏觀物體）的，通過我們上貼中對“共價鍵”概念的學習，相信大家也能略知一二了。呵呵

wb61850

好的今天就到這里，祝大家愉快。再見
水平有限，錯誤難免。歡迎大家批評、指教。
謝謝。

xiaoxiao

http://www.mydj99.com/dj/11599.htm
加油！

wb61850

大家好，非常高興每天都能和大家在一起學習一下。
這里沒有老師，我們是一起進步。
“滴水穿石”，這就是“日積月累”的意義所在。

wb61850

“重要的半導體材料，如鍺、硅等都有四個價電子，它們的晶體結構和金剛石相同。”
“在室溫下，金剛石晶體是良好的絕緣體。這表示金剛石晶體中的幾乎所有的價電子都被共價鍵束縛住，可以參加導電的自由電子極少。不過，在大多數共價鍵晶體中，共價鍵的束縛并不象金剛石那么強，即使在室溫下，仍有一部分價電子依靠熱運動的能量，擺脫共價鍵的束縛，成為自由電子，使晶體具有一定的導電本領。因此，大多數的共價鍵晶體都是半導體，象硅、鍺等都是典型的半導體。”
摘自《半導體物理基礎》 鄭福潔 吳士忠 編

wb61850

大家知道咯，金剛石就是“鉆石”哦。
大家可能都見過“水晶（不是鉆石哦）”，晶振里面的“晶體”就是水晶（石）制作的。
水晶（石）也是一種和硅類似的晶體結構（共價鍵結構）。
大家知道，水晶石一般是不導電的，是良好的絕緣體。
為什么具有相同結構的不同物質之間的導電性能有很大的差異呢？如上所述，我們知道，這種情況主要決定于原子中最外層的電子即價電子和原子核之間的“束縛力” 的大小。象金剛石、水晶石這樣的呢，價電子和原子核之間的束縛力（電磁作用力）很大，所以價電子不可能脫離原子系統成為在各個原子之間自由活動的“自由電子”。象硅、鍺這樣的材料中呢，情況就有些特殊了。當溫度升高的時候，價電子的能量將增大，從而使其有可靠擺脫原子核的電磁束縛，成為一個能夠在各個原子之間自由運動的“自由電子”，這種情況呢也稱為“熱激發”。當然，能夠使價電子成為自由電子的原因不僅僅是由于熱，象光照、力的作用等都可能使價電子的能量增大。

“水晶(Quartz Crystal)是一種無色透明的大型石英結晶體礦物。它的主要化學成份是二氧化硅。化學式為SiO2。水晶呈無色、紫色、黃色、綠色及煙色等。玻璃光澤。透明至半透明。硬度7。性脆。無解理。水晶密度：2.56－2.66克/立方厘米。水晶折射率：1.544－1.553，幾乎不超出此范圍。水晶色散：0.013。水晶熔點為1713℃”
——摘自 百度百科

wb61850

“在理想的情況下，半導體內不存在可以自由行動的電子，電子都被束縛在原子核周圍，其中的價電子則構成聯結原子核的共價鍵。共價鍵中的電子并不是絕對不可移動的，當外界對半導體有某種作用時，共價鍵中的電子獲得足夠的能量，它就可以擺脫共價鍵的束縛，成為可以自由運動的電子。這時在原來的共價鍵上就留下了一個空位，叫做“空穴”。”
——摘自《半導體物理基礎》 鄭福潔 吳士忠 編

wb61850

大家請注意上面這段話中的一個重要概念——空穴。

wb61850

“所謂“外界作用”可以有很多方式，例如光的照射、對晶體加熱使之溫度升高等等。在價電子未掙脫時，原子核的正電荷與電子的負電荷彼此中和，晶體各處是不帶電的，然后一旦晶體的局部區域價電子從共價鍵中掙脫出來，那里就少了一個電子，相當于在那里出現了一個帶正電的空位。因此空穴可以認為是一種帶正電的“粒子”。”
“外界作用使電子從共價鍵中掙脫出來的過程稱為本征激發。本征激發引起半導體內出現一些電子空穴對。”
————摘自《半導體物理基礎》 鄭福潔 吳士忠 編

wb61850

好的，大家請看圖。
這個圖的意思就是如上所述的：“當一個價電子的能量增大后，可以擺脫共價鍵的束縛時，它就會成為一個“自由電子”。同時在原來的共價鍵處留下一個“帶正電的空穴”。”

wb61850

好的，那么共價鍵中“空穴”是帶有正電荷的（我們用放射狀紅色虛線表示空穴激發的電場），它必然會吸引附近的“自由電子（帶負電荷）”進入非平衡的共價鍵中，使其恢復共價鍵的“電荷平衡狀態”。

wb61850

水平有限，錯誤難免。一切言論，僅供參考。歡迎批評，指教。謝謝
今天就到這里，祝大家晚安。
再見。

忽悠八你

版主啊，我現在終于知道啥子叫“跳槽”了。
原來跳槽就像是空穴的原理一樣的，是能量增大了撒。

忽悠八你

也就是說，跳槽不就是等于空穴了嗎？
版主啊，你說是不是撒

xiaoxiao

你給我跳個槽看看，我呸……

wb61850

大家晚上好，我們繼續學習半導體的導電機理。

wb61850

好，大家請看，這個是一塊1.5V堿性干電池內部的剖面。這個是放大了20倍的，呵呵
外面的碳柱（中空的）是電池的“正極”，中間銅柱是電池的“負極”。而銅柱和碳柱之間的是化學物質。
這是一塊用完電的報廢電池，我覺得就這樣仍了有些可惜，于是乎俺就用俺那250的顯微鏡留下了這張“美麗”的相片。

wb61850

這是極板之間的“化學物質”，這個放大了200倍，呵呵

wb61850

OK，現在請大家想象一下（請充分的發揮出您的空間想象力）。
想象一下什么呢？
想象一下“自由電子”是怎樣運動的。

wb61850

好的大家請看圖。我呢來解釋一下這張圖。
這張圖呢試圖說明：“在金屬導體中自由電子的分布狀況”。
請大家注意，圖中藍色的區域表示“自由電子”，紅色的區域表示“原子”。
這張圖的意思是說“在金屬類的導體中，含有極多的自由電子，這些自由電子充滿了整個導體”。
大家知道，這里所說的“自由電子”一般是指原子最外層的“價電子”。