12. előadás A fémek vezetőképessége A Hall-effektus Kristályok

Az előadások a következő témára: "12. előadás A fémek vezetőképessége A Hall-effektus Kristályok"— Előadás másolata:

1 12. előadás A fémek vezetőképessége A Hall-effektus Kristályok
A kovalens kötés Az energiaszintek betöltöttsége

2 A fémek vezetőképessége
Feltételezések: A fémben elektrongáz van, amely rendezetlen mozgást végez. Ezen rendezetlen mozgásra az E térerősség egy rendezett mozgást szuperponál. A fémrács ellenállást jelent a mozgással szemben elektron mozgékonyság

3 Az Ohm-törvény differenciális alakja

4 A Hall-effektus

5 Kristályok Elemi, vagy primitív cella: az egymáshoz legközelebb eső, síkban 4 ill. térben 8 pont. A kristály anizotróp – oka a szabályos belső szerkezet.

6 Homogenitás: a párhuzamos irányok egyenértékűek
Inhomogenitás: a párhuzamos irányok nem egyenértékűek Izotrópia: a különböző irányok egyenértékűek Anizotrópia: a különböző irányok egyenértékűek A kristály homogén anizotróp => a különböző anyagi tulajdonságok nem skalár, hanem tenzor mennyiségek Pl.: rugalmasság megnyúlás fénysebesség hővezetés elektromos és mágneses tulajdonságok …….

7 Bravais-rácsok Csak azonos tömegpontokkal foglalkozunk => 14 féle elemi cella létezik (3 dimenzióban) 7 db. – csak a csúcsokban van tömegpont 7 db. – lapközépen és térben centrált

8 A hét kristályosztály

9 Elektromos polarizáció

10 Szimmetriák és megmaradási törvények
Hamel (1907) A természetben minden szimmetriának egy megmaradási tétel felel meg Emmy Noether (1918) Wiegner Jenő (1927) – kvantummechanikai szimmetriák

11 Szemléletváltás az atomfizikában
Minél erősebb a kölcsönhatás, annál több megmaradási tétellel kapcsolatos. Szemléletváltás az atomfizikában Minél erősebb a kölcsönhatás, annál több megmaradási tétellel kapcsolatos. A fizikai rendszert (részecskét) leíró hullámfüggvény milyen szimmetriája, vagyis milyen megmaradó mennyiség tiltja meg a részecskebomlást? Adott szimmetriához létezik-e részecske?

12 töltésmegmaradás paritás megmaradás barionszám megmaradás leptontöltés megmaradás ….
SU(3) - kvarkok

13 Kötéstipusok

14 Gerjesztési energiák

15 A kovalens kötés Azonos molekulák, kristályok Lezárt külső elektronhéj

16 Két hidrogén atom

17 Az energiaszintek felhasadása
A szénatom energiaszintjei Ha van N db szénatom, egymástól távol és, függetlenül, akkor van N db. 1s, N db. 2s, 2p, …stb. energiaszint

18 A gyémánt energiasáv szerkezete
Ha közelítjük egymáshoz az atomokat, a kölcsönhatás miatt egy rendszerré válnak, s az energiaszintek felhasadnak, N db. szintre. (Pauli-elv) A gyémánt energiasáv szerkezete

19 A kvantumállapotok megmaradásának tétele
Sávszélességi tétel Egy atomi energianívókból származó energiasáv szélessége független a kristálybeli atomok számától. A kvantumállapotok megmaradásának tétele A kvantumállapototk száma az energiasávban ugyanannyi lesz, mint az atomi kvantumállapotok száma volt, melyből a sáv keletkezett. A tiltott sáv Nincsenek olyan kvantumállapotok, melyek energiája a sávok közé esne.

20 Az energiaszintek betöltöttsége, kvantumstatisztikák

21 - elektronkoncentráció