![Page 1: Elektrické vlastnosti pevných látek - cvut.cz · 2017. 1. 6. · Elektrické vlastnosti pevných látek RNDr. Zuzana Malá, Ph.D. K611 FD ýVUT FY2 4. 1. 2017](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012002/6096cadfa7d6fd4289590661/html5/thumbnails/1.jpg)
Elektrické vlastnosti
pevných látek
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 4. 1. 2017
![Page 2: Elektrické vlastnosti pevných látek - cvut.cz · 2017. 1. 6. · Elektrické vlastnosti pevných látek RNDr. Zuzana Malá, Ph.D. K611 FD ýVUT FY2 4. 1. 2017](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012002/6096cadfa7d6fd4289590661/html5/thumbnails/2.jpg)
Elektron v periodickém potenciálu
ikx
k kx e u x
k ku x a u x
Blochova funkce
http://phet.colorado.edu/en/simulation/bound-states
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 4. 1. 2017
![Page 3: Elektrické vlastnosti pevných látek - cvut.cz · 2017. 1. 6. · Elektrické vlastnosti pevných látek RNDr. Zuzana Malá, Ph.D. K611 FD ýVUT FY2 4. 1. 2017](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012002/6096cadfa7d6fd4289590661/html5/thumbnails/3.jpg)
Pásová struktura pevných látek
energetický pás – N různých hladin
hladina – maximálně 2(2l + 1) elektrony
každý energetický pás
2(2l + 1)N elektronů
pásy dovolených energií
pásy zakázaných energií – zakázané pásy
Halliday, Resnik, Walker:
Fyzika, Prometheus, 2003 RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 4. 1. 2017
![Page 4: Elektrické vlastnosti pevných látek - cvut.cz · 2017. 1. 6. · Elektrické vlastnosti pevných látek RNDr. Zuzana Malá, Ph.D. K611 FD ýVUT FY2 4. 1. 2017](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012002/6096cadfa7d6fd4289590661/html5/thumbnails/4.jpg)
Pásová struktura pevných látek
energetický pás – N různých hladin
vedení elektrického proudu v pevné látce
hladina – maximálně 2(2l + 1) elektrony
pásy dovolených energií
pásy zakázaných energií – zakázané pásy
každý energetický pás
2(2l + 1)N elektronů
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 4. 1. 2017
![Page 5: Elektrické vlastnosti pevných látek - cvut.cz · 2017. 1. 6. · Elektrické vlastnosti pevných látek RNDr. Zuzana Malá, Ph.D. K611 FD ýVUT FY2 4. 1. 2017](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012002/6096cadfa7d6fd4289590661/html5/thumbnails/5.jpg)
Kovy
Fermiho energie
1
1FE E
kT
P E
e
Fermiho energie pro určitý materiál je rovna energii kvantového
stavu, který má pravděpodobnost 1/2, že bude obsazen elektronem.
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 4. 1. 2017
![Page 6: Elektrické vlastnosti pevných látek - cvut.cz · 2017. 1. 6. · Elektrické vlastnosti pevných látek RNDr. Zuzana Malá, Ph.D. K611 FD ýVUT FY2 4. 1. 2017](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012002/6096cadfa7d6fd4289590661/html5/thumbnails/6.jpg)
hustota obsazených stavů Nobs
obsN E N E P E 3/2
1/2
3
8 2 emN E E
h
0
FE
obsn N E dE koncentrace elektronů
hustota stavů v závislosti
na energii
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 4. 1. 2017
![Page 7: Elektrické vlastnosti pevných látek - cvut.cz · 2017. 1. 6. · Elektrické vlastnosti pevných látek RNDr. Zuzana Malá, Ph.D. K611 FD ýVUT FY2 4. 1. 2017](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012002/6096cadfa7d6fd4289590661/html5/thumbnails/7.jpg)
Polovodiče
elektrony
díry
polovodiče
• vlasní
• příměsové
CE
n N E P E dE
1E
p N E P E dE
v
v
CE energie dna
vodivostního pásu
Evnejvyšší energie
valenčního pásu
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 4. 1. 2017
![Page 8: Elektrické vlastnosti pevných látek - cvut.cz · 2017. 1. 6. · Elektrické vlastnosti pevných látek RNDr. Zuzana Malá, Ph.D. K611 FD ýVUT FY2 4. 1. 2017](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012002/6096cadfa7d6fd4289590661/html5/thumbnails/8.jpg)
Polovodiče
elektrony
díry
polovodiče
• vlasní
• příměsové
CE
n N E P E dE
1E
p N E P E dE
v
v
CE energie dna
vodivostního pásu
Evnejvyšší energie
valenčního pásu
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 4. 1. 2017
![Page 9: Elektrické vlastnosti pevných látek - cvut.cz · 2017. 1. 6. · Elektrické vlastnosti pevných látek RNDr. Zuzana Malá, Ph.D. K611 FD ýVUT FY2 4. 1. 2017](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012002/6096cadfa7d6fd4289590661/html5/thumbnails/9.jpg)
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 4. 1. 2017
![Page 10: Elektrické vlastnosti pevných látek - cvut.cz · 2017. 1. 6. · Elektrické vlastnosti pevných látek RNDr. Zuzana Malá, Ph.D. K611 FD ýVUT FY2 4. 1. 2017](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012002/6096cadfa7d6fd4289590661/html5/thumbnails/10.jpg)
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 4. 1. 2017
![Page 11: Elektrické vlastnosti pevných látek - cvut.cz · 2017. 1. 6. · Elektrické vlastnosti pevných látek RNDr. Zuzana Malá, Ph.D. K611 FD ýVUT FY2 4. 1. 2017](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012002/6096cadfa7d6fd4289590661/html5/thumbnails/11.jpg)
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 4. 1. 2017
![Page 12: Elektrické vlastnosti pevných látek - cvut.cz · 2017. 1. 6. · Elektrické vlastnosti pevných látek RNDr. Zuzana Malá, Ph.D. K611 FD ýVUT FY2 4. 1. 2017](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012002/6096cadfa7d6fd4289590661/html5/thumbnails/12.jpg)
propustný směr
závěrný směr
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 4. 1. 2017
![Page 13: Elektrické vlastnosti pevných látek - cvut.cz · 2017. 1. 6. · Elektrické vlastnosti pevných látek RNDr. Zuzana Malá, Ph.D. K611 FD ýVUT FY2 4. 1. 2017](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012002/6096cadfa7d6fd4289590661/html5/thumbnails/13.jpg)
Tranzistor
• pnp
• npn
Halliday, Resnik, Walker:
Fyzika, Prometheus, 2003
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 4. 1. 2017
![Page 14: Elektrické vlastnosti pevných látek - cvut.cz · 2017. 1. 6. · Elektrické vlastnosti pevných látek RNDr. Zuzana Malá, Ph.D. K611 FD ýVUT FY2 4. 1. 2017](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012002/6096cadfa7d6fd4289590661/html5/thumbnails/14.jpg)
LED dioda
p – n přechod, propustný směr, rekombinace v úzké ochuzené zóně
g
g
hc hcE
E
Halliday, Resnik, Walker:
Fyzika, Prometheus, 2003
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 4. 1. 2017
![Page 15: Elektrické vlastnosti pevných látek - cvut.cz · 2017. 1. 6. · Elektrické vlastnosti pevných látek RNDr. Zuzana Malá, Ph.D. K611 FD ýVUT FY2 4. 1. 2017](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012002/6096cadfa7d6fd4289590661/html5/thumbnails/15.jpg)
Laserová dioda
Krane, K., Modern physics, John Wiley & Sons, Inc., 1996
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 4. 1. 2017