آشنایی با فیزیک حالت جامد
آشنایی با فیزیک حالت جامد
فیزیک کلاسیک می تواند به سوالات محدودی در مورد رسانایی مواد مختلف پاسخ دهد ولی همه ی پدیده های رسانایی را نمی توان به کمک آن توجیه کرد.برای توجیه سایر پدیده ها باید از نظریه ی نواری کمک بگیریم.در این نظریه ساختار جسم جامد دارای چند نوار است که هر نوار از چند تراز انرژی تشکیل شده است که الکترون ها بر این تراز های انرژی قرار می گیرند و با صرف انرژی برابر اختلاف انرژی دو تراز موجود،الکترون به ترازهای بالاتر رفته و رسانش الکتریکی صورت می گیرد.بین هردو نوار انرژی یک منطقه ای است که خالی از الکترون است این ناحیه را گاف انرژی گویند.اجسام رسانا دارای نوار رسانش نیمه پر هستند.اجسام نارسانا فقط دارای نوار پر و خالی هستند. اجسام نیمه رسانا نیز همانند اجسام نارسانا فقط دارای نوار پر و خالی هستند ولی با این تفاوت که گاف انرژی در این مواد کمتر است و با صرف انرژی می توان الکترون ها را از نواری به نوار دیگر منتقل کرد به همین علت است که رسانایی الکتریکی نیمه رسانا ها با افزایش دما افزایش می یابد.
مقدمه
مشاهدهی پدیدههای جدید در اوایل قرن بیستم میلادی و عدم توجیه این پدیدهها با قوانین فیزیک آن روز، موجب شد تا دانشمندان برخی نظریههای مرسوم فیزیک را دوباره بررسی کنند. نتیجهی این اتفاقات، ظهور دو نظریهی مهم و بنیادی در فیزیک به نام نظریهی نسبیت و نظریهی کوانتوم است.
یکی از این مشاهدات، پدیدهی رسانایی الکتریکی در جامدات بود.دانشمندان میتوانستند بخشهایی از این پدیده را با استفاده از نظریههای فیزیک کلاسیک توجیه کنند؛ اما آزمایشات جدید، آنها را با وقایعی روبرو کرد که با قوانین قبلی قابل پیشبینی و توجیه نبودند.
ادامه مطلب