Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn

Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn Lý thuyết vùng năng lượng của vật rắn

T.S Vũ Thanh Trà Sự hình thành vùng lượng chất rắn Nguyên tử Na + Nguyên tử xa coi chúng hoàn toàn độc lập + Vị trí mức lượng chúng hoàn toàn trùng Nguyên tử Ne Sự hình thành vùng lượng chất rắn - Khi nguyên tử nằm gần cỡ A0, phần hàm sóng điện tử chồng phủ lên  Kết mức lượng bị tách thành vùng lượng, mức lượng tách thành vùng Năng lượng điện tử:  E k  Ea  C    h ei k h h0 Mức lượng - Các mức lượng nguyên tử cô lập gián đoạn - Các mức lượng điện tử nguyên tử cô lập dịch chuyển lượng C tách thành vùng lượng -Mỗi mức lượng tách thành vùng, vùng gồm N mức nằm sít coi phổ lượng chúng gần liên tục Vùng hóa trị Vùng hóa trị + Vùng có lượng thấp theo thang lượng + Các điện tử vùng lấp đầy + Điện tử hóa trị bị liên kết mạnh với nguyên tử không linh động Vùng dẫn vùng cấm Vùng dẫn Vùng cấm •Vùng dẫn vùng có mức lượng cao theo thang lượng, vùng mà điện tử linh động (như điện tử tự do) điện tử vùng điện tử dẫn •Vùng cấm vùng nằm vùng hóa trị vùng dẫn, mức lượng điện tử tồn vùng cấm Tính chất vùng hóa trị vùng dẫn * Nhiệt độ thấp: (T=0K) - Các điện tử chủ yếu nằm vùng hóa trị, (vùng hóa trị lắp đầy electrons không linh động) * Ở nhiệt độ cao: (T =300K) - Các điện tử nhận lượng kích thích điện tử tự di chuyển từ vùng hóa trị lên vùng dẫn 2.Phân loại chắt rắn Kim loại Vùng dẫn vùng hóa trị phủ lên vùng cấm (Egap=0) đó: + Các điện tử vùng hóa trị điện tử tự vùng dẫn + Các điện tử linh động sẵn sàng mang dòng tham gia vào dẫn kim loại luôn có tính dẫn điện Tính chất kim loại Kim loại có tính ánh kim Nhận lượng từ ánh sáng: Quá trình hấp thụ phát xạ xảy electron tự kim loại phản xạ tốt tia sáng có bước sóng mà mắt ta nhìn thấy  Cấu trúc lục phương  Hằng số mạng:  α = β = 90o  γ = 120o γ a = b ≠ c  Số phối vị: c 1 12    6 β • Độ đặc khít: ρ=74% α b a Các loại hạt tải, nhận biết kim loại CÁC LOẠI HẠT TẢI Vậy hạt tải điện kim loại electron tự Hàm phân bố Fermion-Dirac f F D (E)  E  EF e  1 Tính chất kim loại Tính chất dẫn kim loại vùng cấm nên electron tự miền hóa trị dễ dàng tham gia vào trình dẫn Vật liệu bán kim Do tính phân cực spin điện tử,vật liệu có chuyển pha kim loại điện môi Ứng dụng kim loại Tính dẫn điện => Ứng dụng Ứng dụng kim loại Tính dẫn nhiệt => Ứng dụng Năng lượng nhiệt cần thiết để cung cấp cho vật để làm nóng lên độ bao nhiêu? Nhiệt dung riêng Ứng dụng kim loại Tính ánh kim, tính dẻo Điện môi Điện môi: + Vùng cấm có độ rộng lớn + Vì cung cấp đủ lượng đủ lớn để làm cho điện tử vùng hóa trị nhảy lên vùng dẫn + Trên vùng dẫn nhiều điện tử tự  Nên tham gia trình dẫn điện Nhận biết điện môi Ứng dụng điện môi [...]... không có vùng cấm nên các electron tự do trong miền hóa trị dễ dàng tham gia vào quá trình dẫn Vật liệu bán kim Do tính phân cực của các spin điện tử ,vật liệu có chuyển pha kim loại điện môi Ứng dụng của kim loại Tính dẫn điện => Ứng dụng Ứng dụng của kim loại Tính dẫn nhiệt => Ứng dụng Năng lượng nhiệt cần thiết để cung cấp cho vật để làm nóng lên mỗi độ là bao nhiêu? Nhiệt dung riêng Ứng dụng của kim... cấp cho vật để làm nóng lên mỗi độ là bao nhiêu? Nhiệt dung riêng Ứng dụng của kim loại Tính ánh kim, và tính dẻo Điện môi Điện môi: + Vùng cấm có độ rộng lớn + Vì vậy không thể cung cấp đủ năng lượng đủ lớn để làm cho điện tử ở vùng hóa trị nhảy lên vùng dẫn + Trên vùng dẫn không có nhiều các điện tử tự do  Nên không thể tham gia quá trình dẫn điện Nhận biết điện môi ...Tính chất của kim loại Tính dẽo và dễ dát mỏng Các điện tử linh động, có thể trượt lên nhau Nhưng không thể tách rời nhau nhờ electron Tính chất của kim loại Tính chất dẫn do trong kim loại không có vùng cấm nên các electron tự do trong miền hóa trị dễ dàng tham gia vào quá trình dẫn Vị Trí Kim Loại Trong... xét: đa số các nguyên tố hóa học đã biết đều là nguyên tố kim loại ( trên 80%) Vị Trí Kim Loại Trong Bản Tuần Hoàn Hóa Học: - Nhóm IIIA ( trừ B), một phần của nhóm IVA, VA, VIA: Các kim loại này là những nguyên tố p - Nhóm IIIA ( trừ B), một phần của nhóm IVA, VA, VIA: Các kim loại này là những nguyên tố p - Các nhóm B ( từ IB đến VIIIB) các kim loại chuyển tiếp chúng là những nguyên tố d - Họ lantan... nguyên tử nằm ở khối tâm của 3 lăng trụ tam giác cách đều nhau  Cấu trúc lục phương  Hằng số mạng:  α = β = 90o  γ = 120o γ a = b ≠ c  Số phối vị: c 1 1 12  2  3  6 6 2 β • Độ đặc khít: ρ=74% α b a Các loại hạt tải, nhận biết kim loại CÁC LOẠI HẠT TẢI Vậy các hạt tải điện trong kim loại là các electron tự do Hàm phân bố Fermion-Dirac 1 f F D (E)  E  EF e  1 Tính chất của kim loại Tính chất... đặc trưng Lập phương tâm khối Lập phương tâm diện Lục phương MẠNG TINH THỂ KIM LOẠI  Lập phương tâm khối (Bodycentered cubic ): • 8 nguyên tử, ion kim loại nằm trên các đỉnh và 1 nguyên tử nằm ở tâm của hình lập phương β α a γ • Độ đặc khít: ρ = 68% • Hằng số mạng: a = b = c, α = β = γ = 900 • Các nguyên tố: V, Na, Ba, K, Cr, Fe, MẠNG TINH THỂ KIM LOẠI Các loại mạng tinh thể kim loại  Lập phương