Capacitatea termică electronică - enciclopedia fizică

REZISTENȚA ELECTRONICĂ PENTRU CĂLĂTORIE este o parte din capacitatea totală de căldură a unui corp solid, cauzată de mișcarea termică a electronilor. Electronii de dielectrici și semiconductorii dopata slab. ca regulă, neglijabil de mică. Semiconductorii degenerate și metale (în nesverhprovo dyaschem-stat) la o rată pax Č r suficient de scăzută. S. aduce o contribuție semnificativă la totalul C. capacității calorice Se poate estima, considerând electronii (sau gauri) ca cvasiparticulelor ideale gaz Fermi caracterizate o anumită densitate de stări 2N (). unde N () este densitatea stărilor cu particule unice cu o valoare definită. proiecția spinului. Excitația termică este experimentată numai de quasiparticule din gama de energie







kT în apropierea nivelului Fermi; cu kT<<их число

2N () kT. și energia lor termică

2N () (kT) 2. În consecință, Se

2N () k 2 T. Pentru a. capacitatea calorică a gazului de electroni degenerate sau gaura se supune unui mod liniar și la un T suficient de scăzută poate depăși zabrele Cp = căldura specifică Wt 3. Un calcul mai detaliat în aceleași condiții conduce la formula:


Relația (1) este utilizată pentru a determina valorile lui N (). este de obicei aproximată printr-un polinom în puteri impare pentru separarea contribuției electronice și zăbrele la capacitatea termică a datelor complete ale temperatură scăzută capacitate de căldură T:







Termenii care conțin T5 și T. mai mari se datorează deviației proprietăților cristalului real din teoria descrisă de Debye; Dacă acestea sunt mici în comparație cu cele precedente, atunci coeficientul. g și b pot fi găsite prin tăierea și înclinarea graficului. dependența C / T de T2 extrapolată la T = 0 K.

Formula (1) este inaplicabilă atunci când N () are o structură pronunțată pentru electronii care participă la excitația termică. De exemplu. Dacă mișcarea termică a unui electron este o tranziție între două nivele, separate de energie. decalajul A, atunci așa-numitul E. are așa-numitul. a n o m ˘ a m ˘ a W m ˘ a t:


Aici N este numărul de centre cu un singur electron cu un spectru pe două nivele. Dificultatea D în spectrul excitațiilor electronice apare și în trecerea metalelor și a semiconductorilor degenerați în starea superconductoare; ca rezultat, EH devine exponențial mic pentru kT <

REFERINȚE Kittel, Ch., Introducere în fizica stării solide, Per. cu engleza. M. 1978. SN Lykov.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: