Maraming mga illiterate ang naniniwala na ang quantum mechanics ay isang mathematical game na walang praktikal na halaga. Haha, hanap tayo ng ninuno para sa mga computer chips, pakitingnan ang demonstrasyon:
Maraming mga illiterate ang naniniwala na ang quantum mechanics ay isang mathematical game na walang praktikal na halaga. Haha, hanap tayo ng ninuno para sa mga computer chips, pakitingnan ang demonstrasyon:
Ang mga konduktor, naiintindihan natin, mga insulator, naiintindihan din natin. Sa unang pagkakataon, ang aking mga kaibigan ay nalilito sa pisika, at natatakot ako na ito ay semiconductor. Samakatuwid, babayaran ko ang utang na ito sa ngalan ng lahat ng mga guro sa pisika.
Kapag ang mga atomo ay bumubuo ng isang solid, maraming magkakahalong electron ang pinaghalo, ngunit naniniwala ang quantum mechanics na ang dalawang magkaparehong electron ay hindi maaaring manatili sa parehong orbit. Samakatuwid, upang maiwasan ang mga electron na ito na lumaban sa parehong orbit, maraming orbital ang nahati sa ilang orbital. Sa napakaraming orbital na magkakasama, sila ay hindi sinasadyang lumapit at naging malawak na malalaking orbital. Ang ganitong uri ng malawak na orbit na nabuo sa pamamagitan ng pagpipiga ng maraming pinong orbital ay tinatawag na energy band.
Ang ilang malalawak na orbital ay puno ng mga electron, kaya hindi sila makagalaw. Ang ilang malalawak na orbital ay walang laman, na nagpapahintulot sa mga electron na malayang gumalaw. Ang mga electron ay maaaring gumalaw at lumilitaw na nagsasagawa ng kuryente sa macroscopically. Sa kabaligtaran, kung ang mga electron ay hindi makagalaw, hindi sila maaaring magsagawa ng kuryente.
Okay, panatilihing simple ang mga bagay at huwag banggitin ang mga konsepto ng "price band, full band, forbidden band, at guide band." Maghanda upang tumuon sa bilog!
Ang ilang mga buong orbital ay masyadong malapit sa mga walang laman na orbital, at ang mga electron ay maaaring madaling lumipat mula sa buong orbit patungo sa walang laman na orbit, na nagpapahintulot sa kanila na malayang gumalaw. Ito ay isang konduktor. Ang prinsipyo ng conductivity ng mga monovalent na metal ay bahagyang naiiba.
Ngunit kadalasan ay may puwang sa pagitan ng dalawang malalawak na orbital, at ang mga electron ay hindi maaaring tumawid dito nang mag-isa, kaya hindi sila nagsasagawa ng kuryente. Ngunit kung ang lapad ng puwang ay nasa loob ng 5 ev, ang pagdaragdag ng dagdag na enerhiya sa electron ay maaari ding tumawid sa walang laman na orbit at malayang gumalaw sa kabila nito, na kondaktibo. Ang ganitong uri ng solid na may lapad na gap na hindi hihigit sa 5 ev ay minsang conductive at minsan hindi, kaya tinatawag itong semiconductor.
Kung ang puwang ay lumampas sa 5 ev, dapat itong itigil. Sa ilalim ng normal na mga pangyayari, ang mga electron ay hindi maaaring tumawid, na isang insulator. Siyempre, kung ang enerhiya ay sapat na malaki, pabayaan ang agwat ng 5 ev, kahit na 50 ev ay maaari pa ring dumaan, tulad ng mataas na boltahe na kuryente na bumabagsak sa hangin.
Sa puntong ito, halos nabuo na ang teorya ng banda na binuo ng quantum mechanics. Ang teorya ng banda ay sistematikong nagpapaliwanag ng mga mahahalagang pagkakaiba sa pagitan ng mga conductor, insulator, at semiconductors, na nakasalalay sa agwat sa pagitan ng buo at walang laman na mga orbital, at sa akademya, sa lapad ng bandgap sa pagitan ng mga valence at conduction band.
Kapag ang mga atomo ay bumubuo ng isang solid, maraming magkakahalong electron ang pinaghalo, ngunit naniniwala ang quantum mechanics na ang dalawang magkaparehong electron ay hindi maaaring manatili sa parehong orbit. Samakatuwid, upang maiwasan ang mga electron na ito na lumaban sa parehong orbit, maraming orbital ang nahati sa ilang orbital. Sa napakaraming orbital na magkakasama, sila ay hindi sinasadyang lumapit at naging malawak na malalaking orbital. Ang ganitong uri ng malawak na orbit na nabuo sa pamamagitan ng pagpipiga ng maraming pinong orbital ay tinatawag na energy band.
Ang ilang malalawak na orbital ay puno ng mga electron, kaya hindi sila makagalaw. Ang ilang malalawak na orbital ay walang laman, na nagpapahintulot sa mga electron na malayang gumalaw. Ang mga electron ay maaaring gumalaw at lumilitaw na nagsasagawa ng kuryente sa macroscopically. Sa kabaligtaran, kung ang mga electron ay hindi makagalaw, hindi sila maaaring magsagawa ng kuryente.
Okay, panatilihing simple ang mga bagay at huwag banggitin ang mga konsepto ng "price band, full band, forbidden band, at guide band." Maghanda upang tumuon sa bilog!
Ang ilang mga buong orbital ay masyadong malapit sa mga walang laman na orbital, at ang mga electron ay maaaring madaling lumipat mula sa buong orbit patungo sa walang laman na orbit, na nagpapahintulot sa kanila na malayang gumalaw. Ito ay isang konduktor. Ang prinsipyo ng conductivity ng mga monovalent na metal ay bahagyang naiiba.
Ngunit kadalasan ay may puwang sa pagitan ng dalawang malalawak na orbital, at ang mga electron ay hindi maaaring tumawid dito nang mag-isa, kaya hindi sila nagsasagawa ng kuryente. Ngunit kung ang lapad ng puwang ay nasa loob ng 5 ev, ang pagdaragdag ng dagdag na enerhiya sa electron ay maaari ding tumawid sa walang laman na orbit at malayang gumalaw sa kabila nito, na kondaktibo. Ang ganitong uri ng solid na may lapad na gap na hindi hihigit sa 5 ev ay minsang conductive at minsan hindi, kaya tinatawag itong semiconductor.
Kung ang puwang ay lumampas sa 5 ev, dapat itong itigil. Sa ilalim ng normal na mga pangyayari, ang mga electron ay hindi maaaring tumawid, na isang insulator. Siyempre, kung ang enerhiya ay sapat na malaki, pabayaan ang agwat ng 5 ev, kahit na 50 ev ay maaari pa ring dumaan, tulad ng mataas na boltahe na kuryente na bumabagsak sa hangin.
Sa puntong ito, halos nabuo na ang teorya ng banda na binuo ng quantum mechanics. Ang teorya ng banda ay sistematikong nagpapaliwanag ng mga mahahalagang pagkakaiba sa pagitan ng mga conductor, insulator, at semiconductors, na nakasalalay sa agwat sa pagitan ng buo at walang laman na mga orbital, at sa akademya, sa lapad ng bandgap sa pagitan ng mga valence at conduction band.
