Muitos analfabetos acreditam que a mecânica quântica é apenas um jogo matemático sem valor prático. Haha, vamos encontrar um ancestral para chips de computador, dê uma olhada na demonstração:
Muitos analfabetos acreditam que a mecânica quântica é apenas um jogo matemático sem valor prático. Haha, vamos encontrar um ancestral para chips de computador, dê uma olhada na demonstração:
Condutores, podemos entender, isolantes, também podemos entender. Pela primeira vez, meus amigos ficaram confusos com a física, e temo que sejam os semicondutores. Portanto, pagarei esta dívida em nome de todos os professores de física.
Quando os átomos formam um sólido, há muitos elétrons idênticos misturados, mas a mecânica quântica acredita que dois elétrons idênticos não podem permanecer na mesma órbita. Portanto, para evitar que esses elétrons lutem na mesma órbita, muitos orbitais se dividem em vários orbitais. Com tantos orbitais comprimidos, eles acidentalmente se aproximam e se tornam orbitais grandes e largos. Este tipo de órbita larga formada pela compressão de muitos orbitais finos é chamada de banda de energia.
Alguns orbitais largos estão lotados de elétrons, tornando-os incapazes de se mover. Alguns orbitais largos são muito vazios, permitindo que os elétrons se movam livremente. Os elétrons podem se mover e parecer conduzir eletricidade macroscopicamente. Por outro lado, se os elétrons não puderem se mover, eles não poderão conduzir eletricidade.
Tudo bem, vamos manter as coisas simples e não mencionar os conceitos de “faixa de preço, banda completa, banda proibida e banda guia”. Prepare-se para focar no círculo!
Alguns orbitais completos estão muito próximos de orbitais vazios, e os elétrons podem mover-se sem esforço da órbita completa para a órbita vazia, permitindo-lhes mover-se livremente. Este é um condutor. O princípio da condutividade dos metais monovalentes é ligeiramente diferente.
Mas muitas vezes há uma lacuna entre dois orbitais largos e os elétrons não conseguem atravessá-la sozinhos, portanto não conduzem eletricidade. Mas se a largura da lacuna estiver dentro de 5 ev, adicionar energia extra ao elétron também pode cruzar a órbita vazia e mover-se livremente através dela, o que é condutor. Este tipo de sólido com largura de folga não superior a 5 ev às vezes é condutivo e às vezes não, por isso é chamado de semicondutor.
Se a lacuna exceder 5 ev, basicamente deverá ser interrompida. Em circunstâncias normais, os elétrons não podem cruzar, o que é um isolante. Claro, se a energia for grande o suficiente, sem falar na lacuna de 5 ev, até 50 ev ainda podem passar, como a eletricidade de alta tensão rompendo o ar.
Neste ponto, a teoria das bandas desenvolvida pela mecânica quântica quase tomou forma. A teoria das bandas explica sistematicamente as diferenças essenciais entre condutores, isolantes e semicondutores, que dependem da lacuna entre os orbitais cheios e vazios e, academicamente, da largura do bandgap entre as bandas de valência e de condução.
Quando os átomos formam um sólido, há muitos elétrons idênticos misturados, mas a mecânica quântica acredita que dois elétrons idênticos não podem permanecer na mesma órbita. Portanto, para evitar que esses elétrons lutem na mesma órbita, muitos orbitais se dividem em vários orbitais. Com tantos orbitais comprimidos, eles acidentalmente se aproximam e se tornam orbitais grandes e largos. Este tipo de órbita larga formada pela compressão de muitos orbitais finos é chamada de banda de energia.
Alguns orbitais largos estão lotados de elétrons, tornando-os incapazes de se mover. Alguns orbitais largos são muito vazios, permitindo que os elétrons se movam livremente. Os elétrons podem se mover e parecer conduzir eletricidade macroscopicamente. Por outro lado, se os elétrons não puderem se mover, eles não poderão conduzir eletricidade.
Tudo bem, vamos manter as coisas simples e não mencionar os conceitos de “faixa de preço, banda completa, banda proibida e banda guia”. Prepare-se para focar no círculo!
Alguns orbitais completos estão muito próximos de orbitais vazios, e os elétrons podem mover-se sem esforço da órbita completa para a órbita vazia, permitindo-lhes mover-se livremente. Este é um condutor. O princípio da condutividade dos metais monovalentes é ligeiramente diferente.
Mas muitas vezes há uma lacuna entre dois orbitais largos e os elétrons não conseguem atravessá-la sozinhos, portanto não conduzem eletricidade. Mas se a largura da lacuna estiver dentro de 5 ev, adicionar energia extra ao elétron também pode cruzar a órbita vazia e mover-se livremente através dela, o que é condutor. Este tipo de sólido com largura de folga não superior a 5 ev às vezes é condutivo e às vezes não, por isso é chamado de semicondutor.
Se a lacuna exceder 5 ev, basicamente deverá ser interrompida. Em circunstâncias normais, os elétrons não podem cruzar, o que é um isolante. Claro, se a energia for grande o suficiente, sem falar na lacuna de 5 ev, até 50 ev ainda podem passar, como a eletricidade de alta tensão rompendo o ar.
Neste ponto, a teoria das bandas desenvolvida pela mecânica quântica quase tomou forma. A teoria das bandas explica sistematicamente as diferenças essenciais entre condutores, isolantes e semicondutores, que dependem da lacuna entre os orbitais cheios e vazios e, academicamente, da largura do bandgap entre as bandas de valência e de condução.
