Если приложить обычное электрическое поле к ионному кристаллу, то оно лишь немного перераспределит, как бы вытянет электронные облака в его атомах. Следствием этого явится так называемая электрическая поляризация кристалла. Но ни один электрон из ионов не освободится, асами ионы по-прежнему останутся "сидеть" в своих узлах. И раз нет свободных переносчиков заряда, значит, нет и электрического тока. Ионные кристаллы являются изоляторами.

В металлах же почти свободных переносчиков заряда - электронов - хоть отбавляй. Поэтому они хорошо проводят электрический ток.

А где же место полупроводников? Его мы определим немного спустя.

Сейчас же рассмотрим одно важное обстоятельство, установленное квантовой механикой для металлов. Какими энергиями обладают "обобществленные" электроны в металле? Ответ кажется простым. Электроны освободились из атомов и тем самым как будто могут иметь любые энергии. Мы помним, что для свободных электронов квантовый характер их уровней энергии исчезает.

Но подождем делать такое заключение. Электроны действительно ушли из атомов, но еще не покинули куска металла. Атомным законам они теперь не подчиняются, но в металле есть и общиезаконы, которые управляют поведением уже не одного электрона, а целой электронной армии.

Каковы же эти законы? Атомные законы, как вы помните, были найдены из решения уравнения Шредингера. Пытаясь узнать законы жизни электронов в металлических кристаллах, физики поступили аналогичным образом. Они решили уравнение Шредингера для движения электронов в периодическом электрическом поле положительных ионов, регулярно располагающихся в узлах кристаллической решетки металла.

<<< Назад | Далее >>>

Атомы, молекулы, кристаллы  |  Происхождение жизни и эволюция [домой]