Industrie News

Chip Prinzipien a Quantemechanik

2023-10-20

Vill Analphabeten gleewen datt d'Quantemechanik just e mathematescht Spill ass ouni praktesche Wäert. Haha, loosst eis e Virfahre fir Computerchips fannen, kuckt w.e.g. d'Demonstratioun:

Vill Analphabeten gleewen datt d'Quantemechanik just e mathematescht Spill ass ouni praktesche Wäert. Haha, loosst eis e Virfahre fir Computerchips fannen, kuckt w.e.g. d'Demonstratioun:

Dirigenten, kënne mir verstoen, Isolatoren, mir kënnen och verstoen. Fir d'éischte Kéier, meng Frënn goufen duerch Physik duercherneen, an ech faerten et semiconductors. Dofir wäert ech dës Schold am Numm vun all de Physik Enseignanten zréckbezuelen.

Wann Atomer e Feststoff bilden, ginn et vill identesch Elektronen matenee gemëscht, awer d'Quantemechanik mengt datt zwee identesch Elektronen net an der selwechter Ëmlafbunn kënne bleiwen. Dofir, fir ze verhënneren datt dës Elektronen an der selwechter Ëmlafbunn kämpfen, hu vill Orbitaler sech an e puer Orbitaler opgedeelt. Mat esou villen Ëmlafbunnen, déi zesummen gepresst sinn, kommen se zoufälleg méi no a ginn breet grouss Orbitaler. Dës Aart vu breet Ëmlafbunn, déi duerch d'Zesummepressung vu ville feine Bunnen geformt gëtt, gëtt eng Energieband genannt.

E puer breet Orbitaler si voll mat Elektronen, sou datt se net fäeg sinn ze beweegen. E puer breet Orbitaler si ganz eidel, sou datt Elektronen sech fräi kënne beweegen. Elektrone kënne sech bewegen a schéngen Elektrizitéit makroskopesch ze féieren. Ëmgekéiert, wann d'Elektronen net kënne beweegen, kënne se net Elektrizitéit féieren.

Ok, loosst eis d'Saache einfach halen an net d'Konzepter vun "Präisband, Vollband, verbueden Band, a Guideband" ernimmen. Bereet Iech op de Krees ze fokusséieren!

E puer voll Bunnen sinn ze no bei eidelen Orbitaler, an Elektrone kënnen ouni Ustrengung vun der voller Ëmlafbunn op déi eidel Bunn réckelen, sou datt se fräi kënne bewegen. Dëst ass en Dirigent. De Konduktivitéitsprinzip vu monovalente Metaller ass liicht anescht.

Awer dacks gëtt et e Spalt tëscht zwee breet Orbitaler, an Elektronen kënnen et net eleng duerchkreest, sou datt se net Elektrizitéit féieren. Awer wann d'Breet vun der Spalt bannent 5 ev ass, kann extra Energie un den Elektron bäidroen och déi eidel Ëmlafbunn iwwerschreiden a fräi driwwer bewegen, wat konduktiv ass. Dës Zort vu Feststoff mat enger Spaltbreet déi net méi wéi 5 ev ass, ass heiansdo konduktiv an heiansdo net, also gëtt et en Hallefleiter genannt.

Wann de Spalt méi wéi 5 ev ass, da muss et am Fong gestoppt ginn. Ënner normalen Ëmstänn kënnen Elektronen net iwwerschreiden, wat en Isolator ass. Natierlech, wann d'Energie grouss genuch ass, loosst eleng de Spalt vu 5 ev, souguer 50 ev kann nach duerchlafen, sou wéi Héichspannungsstroum duerch d'Loft briechen.

Zu dësem Zäitpunkt huet d'Bandtheorie entwéckelt vun der Quantemechanik bal Form geholl. D'Bandtheorie erkläert systematesch déi wesentlech Differenzen tëscht Dirigenten, Isolatoren an Hallefleitungen, déi vun der Spalt tëscht de vollen an eidelen Orbitaler ofhänken, an akademesch vun der Bandgap-Breet tëscht de Valenz- a Leedungsbänner.

Wann Atomer e Feststoff bilden, ginn et vill identesch Elektronen matenee gemëscht, awer d'Quantemechanik mengt datt zwee identesch Elektronen net an der selwechter Ëmlafbunn kënne bleiwen. Dofir, fir ze verhënneren datt dës Elektronen an der selwechter Ëmlafbunn kämpfen, hu vill Orbitaler sech an e puer Orbitaler opgedeelt. Mat esou villen Ëmlafbunnen, déi zesummen gepresst sinn, kommen se zoufälleg méi no a ginn breet grouss Orbitaler. Dës Aart vu breet Ëmlafbunn, déi duerch d'Zesummepressung vu ville feine Bunnen geformt gëtt, gëtt eng Energieband genannt.

E puer breet Orbitaler si voll mat Elektronen, sou datt se net fäeg sinn ze beweegen. E puer breet Orbitaler si ganz eidel, sou datt Elektronen sech fräi kënne beweegen. Elektrone kënne sech bewegen a schéngen Elektrizitéit makroskopesch ze féieren. Ëmgekéiert, wann d'Elektronen net kënne beweegen, kënne se net Elektrizitéit féieren.

Ok, loosst eis d'Saache einfach halen an net d'Konzepter vun "Präisband, Vollband, verbueden Band, a Guideband" ernimmen. Bereet Iech op de Krees ze fokusséieren!

E puer voll Bunnen sinn ze no bei eidelen Orbitaler, an Elektrone kënnen ouni Ustrengung vun der voller Ëmlafbunn op déi eidel Bunn réckelen, sou datt se fräi kënne bewegen. Dëst ass en Dirigent. De Konduktivitéitsprinzip vu monovalente Metaller ass liicht anescht.

Awer dacks gëtt et e Spalt tëscht zwee breet Orbitaler, an Elektronen kënnen et net eleng duerchkreest, sou datt se net Elektrizitéit féieren. Awer wann d'Breet vun der Spalt bannent 5 ev ass, kann extra Energie un den Elektron bäidroen och déi eidel Ëmlafbunn iwwerschreiden a fräi driwwer bewegen, wat konduktiv ass. Dës Zort vu Feststoff mat enger Spaltbreet déi net méi wéi 5 ev ass, ass heiansdo konduktiv an heiansdo net, also gëtt et en Hallefleiter genannt.

Wann de Spalt méi wéi 5 ev ass, da muss et am Fong gestoppt ginn. Ënner normalen Ëmstänn kënnen Elektronen net iwwerschreiden, wat en Isolator ass. Natierlech, wann d'Energie grouss genuch ass, loosst eleng de Spalt vu 5 ev, souguer 50 ev kann nach duerchlafen, sou wéi Héichspannungsstroum duerch d'Loft briechen.

Zu dësem Zäitpunkt huet d'Bandtheorie entwéckelt vun der Quantemechanik bal Form geholl. D'Bandtheorie erkläert systematesch déi wesentlech Differenzen tëscht Dirigenten, Isolatoren an Hallefleitungen, déi vun der Spalt tëscht de vollen an eidelen Orbitaler ofhänken, an akademesch vun der Bandgap-Breet tëscht de Valenz- a Leedungsbänner.


X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept