يعتقد الكثير من الأميين أن ميكانيكا الكم مجرد لعبة رياضية ليس لها أي قيمة عملية. هاها، دعونا نجد سلفًا لرقائق الكمبيوتر، يرجى إلقاء نظرة على العرض التوضيحي:
يعتقد الكثير من الأميين أن ميكانيكا الكم مجرد لعبة رياضية ليس لها أي قيمة عملية. هاها، دعونا نجد سلفًا لرقائق الكمبيوتر، يرجى إلقاء نظرة على العرض التوضيحي:
يمكننا أن نفهم الموصلات، والعوازل، يمكننا أن نفهمها أيضًا. لأول مرة أصدقائي يحتارون في الفيزياء، وأخشى أنها أشباه الموصلات. ولذلك، سأقوم بسداد هذا الدين نيابة عن جميع معلمي الفيزياء.
عندما تشكل الذرات مادة صلبة، هناك العديد من الإلكترونات المتطابقة مختلطة معًا، لكن ميكانيكا الكم تعتقد أنه لا يمكن لإلكترونين متطابقين البقاء في نفس المدار. ولذلك، ومن أجل منع هذه الإلكترونات من القتال في نفس المدار، تنقسم العديد من المدارات إلى عدة مدارات. مع ضغط العديد من المدارات معًا، تقترب عن طريق الخطأ وتصبح مدارات كبيرة واسعة. يُسمى هذا النوع من المدارات الواسعة التي تتكون من ضغط العديد من المدارات الدقيقة معًا بنطاق الطاقة.
تكون بعض المدارات الواسعة مزدحمة بالإلكترونات، مما يجعلها غير قادرة على الحركة. بعض المدارات الواسعة فارغة جدًا، مما يسمح للإلكترونات بالتحرك بحرية. يمكن للإلكترونات أن تتحرك ويبدو أنها توصل الكهرباء على المستوى العياني. وعلى العكس من ذلك، إذا كانت الإلكترونات غير قادرة على الحركة، فلن تتمكن من توصيل الكهرباء.
حسنًا، دعونا نبقي الأمور بسيطة ولا نذكر مفاهيم "نطاق السعر، والنطاق الكامل، والنطاق المحظور، والنطاق الإرشادي". الاستعداد للتركيز على الدائرة!
تكون بعض المدارات الكاملة قريبة جدًا من المدارات الفارغة، ويمكن للإلكترونات أن تتحرك بسهولة من المدار الكامل إلى المدار الفارغ، مما يسمح لها بالتحرك بحرية. هذا موصل. يختلف مبدأ التوصيل للمعادن أحادية التكافؤ قليلاً.
لكن في كثير من الأحيان تكون هناك فجوة بين مدارين واسعين، ولا تستطيع الإلكترونات عبورها بمفردها، لذا فهي لا تقوم بتوصيل الكهرباء. لكن إذا كان عرض الفجوة ضمن 5 ev، فإن إضافة طاقة إضافية إلى الإلكترون يمكن أيضًا أن يعبر المدار الفارغ ويتحرك بحرية عبره، وهو موصل. هذا النوع من المواد الصلبة الذي لا يزيد عرض الفجوة فيه عن 5 EV يكون أحيانًا موصلًا وأحيانًا لا، لذلك يُسمى بشبه الموصل.
إذا تجاوزت الفجوة 5 EV، فيجب إيقافها بشكل أساسي. في الظروف العادية، لا تستطيع الإلكترونات العبور، وهي مادة عازلة. بالطبع، إذا كانت الطاقة كبيرة بما يكفي، ناهيك عن الفجوة البالغة 5 EV، فلا يزال من الممكن تشغيل حتى 50 EV، مثل اختراق الكهرباء ذات الجهد العالي عبر الهواء.
عند هذه النقطة، نظرية النطاق التي طورتها ميكانيكا الكم قد تبلورت تقريبًا. تشرح نظرية النطاق بشكل منهجي الاختلافات الأساسية بين الموصلات والعوازل وأشباه الموصلات، والتي تعتمد على الفجوة بين المدارات الكاملة والفارغة، وأكاديميًا، على عرض فجوة النطاق بين نطاقات التكافؤ والتوصيل.
عندما تشكل الذرات مادة صلبة، هناك العديد من الإلكترونات المتطابقة مختلطة معًا، لكن ميكانيكا الكم تعتقد أنه لا يمكن لإلكترونين متطابقين البقاء في نفس المدار. ولذلك، ومن أجل منع هذه الإلكترونات من القتال في نفس المدار، تنقسم العديد من المدارات إلى عدة مدارات. مع ضغط العديد من المدارات معًا، تقترب عن طريق الخطأ وتصبح مدارات كبيرة واسعة. يُسمى هذا النوع من المدارات الواسعة التي تتكون من ضغط العديد من المدارات الدقيقة معًا بنطاق الطاقة.
تكون بعض المدارات الواسعة مزدحمة بالإلكترونات، مما يجعلها غير قادرة على الحركة. بعض المدارات الواسعة فارغة جدًا، مما يسمح للإلكترونات بالتحرك بحرية. يمكن للإلكترونات أن تتحرك ويبدو أنها توصل الكهرباء على المستوى العياني. وعلى العكس من ذلك، إذا كانت الإلكترونات غير قادرة على الحركة، فلن تتمكن من توصيل الكهرباء.
حسنًا، دعونا نبقي الأمور بسيطة ولا نذكر مفاهيم "نطاق السعر، والنطاق الكامل، والنطاق المحظور، والنطاق الإرشادي". الاستعداد للتركيز على الدائرة!
تكون بعض المدارات الكاملة قريبة جدًا من المدارات الفارغة، ويمكن للإلكترونات أن تتحرك بسهولة من المدار الكامل إلى المدار الفارغ، مما يسمح لها بالتحرك بحرية. هذا موصل. يختلف مبدأ التوصيل للمعادن أحادية التكافؤ قليلاً.
لكن في كثير من الأحيان تكون هناك فجوة بين مدارين واسعين، ولا تستطيع الإلكترونات عبورها بمفردها، لذا فهي لا تقوم بتوصيل الكهرباء. لكن إذا كان عرض الفجوة ضمن 5 ev، فإن إضافة طاقة إضافية إلى الإلكترون يمكن أيضًا أن يعبر المدار الفارغ ويتحرك بحرية عبره، وهو موصل. هذا النوع من المواد الصلبة الذي لا يزيد عرض الفجوة فيه عن 5 EV يكون أحيانًا موصلًا وأحيانًا لا، لذلك يُسمى بشبه الموصل.
إذا تجاوزت الفجوة 5 EV، فيجب إيقافها بشكل أساسي. في الظروف العادية، لا تستطيع الإلكترونات العبور، وهي مادة عازلة. بالطبع، إذا كانت الطاقة كبيرة بما يكفي، ناهيك عن الفجوة البالغة 5 EV، فلا يزال من الممكن تشغيل حتى 50 EV، مثل اختراق الكهرباء ذات الجهد العالي عبر الهواء.
عند هذه النقطة، نظرية النطاق التي طورتها ميكانيكا الكم قد تبلورت تقريبًا. تشرح نظرية النطاق بشكل منهجي الاختلافات الأساسية بين الموصلات والعوازل وأشباه الموصلات، والتي تعتمد على الفجوة بين المدارات الكاملة والفارغة، وأكاديميًا، على عرض فجوة النطاق بين نطاقات التكافؤ والتوصيل.
