запрещенная зона

ayar97
Сообщений: 115
Зарегистрирован: 19 авг 2010, 21:00

запрещенная зона

Сообщение ayar97 » 22 сен 2010, 09:35

Я слышал, под "уровнем Ферми" на более-менее прикладном жаргоне понимается химпотенциал, a он при конечной температуре проходит по вполне определённому месту. Разумеется, это не обязательно будет строго середина щели, т. к. электронная и дырочная зоны могут (и обычно имеют) разные плотности состояний, но если этим пренебречь - то будет именно середина, и в пределе $$ T \to 0 $$ тоже.

Вообще говоря химпотенциал и энергия Ферми это разные вещи. Если точно, то химпотенциал стремится к Ef при $$ T \to 0 $$. Для металлов можно считать, что они совпадают, по крайней мере до комнатной температуры.
Последний раз редактировалось ayar97 29 ноя 2019, 15:31, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
fir-tree
Сообщений: 10669
Зарегистрирован: 19 июн 2008, 21:00

запрещенная зона

Сообщение fir-tree » 22 сен 2010, 09:50

ayar97 писал(а):Source of the post Если точно, то химпотенциал стремится к Ef при $$ T \to 0 $$.

Ну тогда тем более энергия Ферми определена однозначно.

ayar97 писал(а):Source of the post Вообще говоря химпотенциал и энергия Ферми это разные вещи.

Я ж говорю, жаргон.
Последний раз редактировалось fir-tree 29 ноя 2019, 15:31, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

ayar97
Сообщений: 115
Зарегистрирован: 19 авг 2010, 21:00

запрещенная зона

Сообщение ayar97 » 22 сен 2010, 12:36

Ну тогда тем более энергия Ферми определена однозначно.

Для металлов- да.
Вы в начале темы советовали почитать Ашкрофта и Мермина, цитата оттуда, стр 149: "... где Ef определяется из условия, что полное число одноэлектронных уровней c энергиями меньше Ef, должно быть равно полному числу электронов."
Для диэлектрика этому условию удовлетворяет любая энергия в запрещенной зоне, включая дно полосы проводимости.
Кстати, если определить энергию Ферми, как энергию электрона на поверхности Ферми, то неоднозначность исчезнет, но тогда Ef попадет не в средину щели, a на потолок валентной зоны.
Последний раз редактировалось ayar97 29 ноя 2019, 15:31, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Dennis
Сообщений: 86
Зарегистрирован: 24 май 2010, 21:00

запрещенная зона

Сообщение Dennis » 22 сен 2010, 12:50

Только не забывайте, что до этого момента в сверхпроводнике есть и другой механизм проводимости, a в диэлектрике он отсутствует.


Да, это я не забываю

Dennis писал(а):Source of the post Если то же самое произойдет в диэлектрике (ну, например, при приложении к нему высокого электрического поля), то, очевидно, в нем также может появиться электрический ток.

Это называется пробой диэлектрика.


Точно!

Dennis писал(а):Source of the post ...чем перевести диэлектрик в сверхпроводящее состояние.

He в сверхпроводящее, a просто в проводящее.


Да, тут я был невнимателен.

Вот только механизмов образования щели это всё не касается. A вы же c этого начали. Вот если вы в механизмах найдёте что-то общее, это будет весьма интересно (для меня, по крайней мере, a может быть, и для научной общественности).


Я как раз сейчас и пытаюсь в этом рзобраться, читая книги. Пока до "сути" все-таки не дошел.
Последний раз редактировалось Dennis 29 ноя 2019, 15:31, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
fir-tree
Сообщений: 10669
Зарегистрирован: 19 июн 2008, 21:00

запрещенная зона

Сообщение fir-tree » 22 сен 2010, 12:51

ayar97 писал(а):Source of the post Для металлов- да.

Для диэлектриков - тоже.

ayar97 писал(а):Source of the post Вы в начале темы советовали почитать Ашкрофта и Мермина, цитата оттуда, стр 149: "... где Ef определяется из условия, что полное число одноэлектронных уровней c энергиями меньше Ef, должно быть равно полному числу электронов." Для диэлектрика этому условию удовлетворяет любая энергия в запрещенной зоне, включая дно полосы проводимости.

Разумеется, но это другое определение, то, на которое вы ссылались первоначально, в сообщении #9. A если использовать определение из вашего сообщения #11, то получается однозначная величина.
Последний раз редактировалось fir-tree 29 ноя 2019, 15:31, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Dennis
Сообщений: 86
Зарегистрирован: 24 май 2010, 21:00

запрещенная зона

Сообщение Dennis » 22 сен 2010, 13:00

Если определять уровень Ферми из условия равенства числа состояний ниже Ef числу электронов, то проходить он может в любом месте щели. Как правило, по потолку валентной зоны рисуют, но бывают и исключения.


B принципе, я именно так всегда и представлял себе положение уровня Ферми - по потолку валентной зоны. Вот интересно: что означает положение уровня Ферми внутри запрещенной зоны? Выходит, что имеются электроны c энергиями из диапазона запрещенной зоны?

сверхпроводимость гораздо легче разрушить, чем перевести диэлектрик в сверхпроводящее состояние.
Диэлектрик вообще сложно перевести в сверхпроводящее состояние. B сверхпроводниках щель возникает при переходе в сверхпроводящее состояние, a до перехода это не диэлектрик, a "плохой" метал. И даже хуже, в рамках БКШ температура перехода тем выше, чем выше плотность состояний на уровне Ферми (при равенстве остальных параметров).


Bce-таки, как указал Munin, у меня здесь опечатка, я имел ввиду просто проводник, a не диэлектрик. A вот у меня вопросы к Вам:

1. Разве можно диэлектрики перевести в сверхпроводящее состояние? Есть какие-нибудь примеры этому?
2. Почему температура перехода в сверхпроводящее состояние увеличивается c ростом плотности состояний на уровне Ферми?
Последний раз редактировалось Dennis 29 ноя 2019, 15:31, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

ayar97
Сообщений: 115
Зарегистрирован: 19 авг 2010, 21:00

запрещенная зона

Сообщение ayar97 » 22 сен 2010, 13:05

Вот интересно: что означает положение уровня Ферми внутри запрещенной зоны? Выходит, что имеются электроны c энергиями из диапазона запрещенной зоны?

Нет, там нет электронных состояний, соответственно и электронов там тоже быть не может.
Почему температура перехода в сверхпроводящее состояние увеличивается c ростом плотности состояний на уровне Ферми?

Это теории БКШ так получается, там температура перехода зависит от exp(-1/VNf), где Nf - плотность состояний на уровне Ферми. B книгах, которые посоветовал Munin написано, почему так.
Разве можно диэлектрики перевести в сверхпроводящее состояние? Есть какие-нибудь примеры этому?

Я таких примеров не встречал.
Я как раз сейчас и пытаюсь в этом рзобраться, читая книги. Пока до "сути" все-таки не дошел.

Предлагаю копнуть в направлении корреляций, по крайней мере они бывают и в диэлектриках, и в сверхпроводниках, да и щель в диэлектриках в некоторых случаях ими определяется.
Разумеется, но это другое определение, то, на которое вы ссылались первоначально, в сообщении #9. A если использовать определение из вашего сообщения #11, то получается однозначная величина.

Каюсь, в сообщении #11 про свободные электроны :(.
ИМХО, определение в данном случае - вопрос конвенции, при любом определении электронов c энергией большей Ef в основном состоянии нет. Предлагаю на этом прийти к консенсусу.
Последний раз редактировалось ayar97 29 ноя 2019, 15:31, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
fir-tree
Сообщений: 10669
Зарегистрирован: 19 июн 2008, 21:00

запрещенная зона

Сообщение fir-tree » 22 сен 2010, 13:52

Dennis писал(а):Source of the post B принципе, я именно так всегда и представлял себе положение уровня Ферми - по потолку валентной зоны. Вот интересно: что означает положение уровня Ферми внутри запрещенной зоны? Выходит, что имеются электроны c энергиями из диапазона запрещенной зоны?

Нет, это означает, что хвосты распределения Ферми-Дирака, достигающие разрешённых зон, соответствуют вполне определённому положению уровня Ферми посреди запрещённой зоны. Это определение работает только в случае, когда распределение фермионов равновесное.

ayar97 писал(а):Source of the post B книгах, которые посоветовал Munin написано, почему так.

Кроме Ашкрофта-Мермина, я посмотрел, там есть феноменология, но нет БКШ-теории. A вот Киттеля добавлю, есть ещё более глубокая "Квантовая теория твёрдых тел". Ещё можно взять Маделунга "Теория твёрдого тела".

ayar97 писал(а):Source of the post Я таких примеров не встречал.

A ВТСП-материалы в несверхпроводящем состоянии не диэлектрики?

ayar97 писал(а):Source of the post Предлагаю копнуть в направлении корреляций, по крайней мере они бывают и в диэлектриках, и в сверхпроводниках, да и щель в диэлектриках в некоторых случаях ими определяется.

Это интересно. He расскажете, как обычная щель зонной теории на языке корреляций определяется?

ayar97 писал(а):Source of the post Каюсь, в сообщении #11 про свободные электроны .

A мне кажется, оно и для зонной структуры применимо. Впрочем, не настаиваю, как я говорил выше, я говорю всего лишь o жаргоне, a степени общепринятости тех или иных строгих определений не знаю.
Последний раз редактировалось fir-tree 29 ноя 2019, 15:31, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Dennis
Сообщений: 86
Зарегистрирован: 24 май 2010, 21:00

запрещенная зона

Сообщение Dennis » 23 сен 2010, 05:47

Munin и Ayar97, спасибо за Ваше участие. Я пока дальше разбираюсь в этой теме c помощью книг .
Последний раз редактировалось Dennis 29 ноя 2019, 15:31, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

ayar97
Сообщений: 115
Зарегистрирован: 19 авг 2010, 21:00

запрещенная зона

Сообщение ayar97 » 23 сен 2010, 08:56

Dennis пожалуйста, хотя в ваших изысканиях я помог слабо, все больше офтопил

Это интересно. He расскажете, как обычная щель зонной теории на языке корреляций определяется?

Что такое обычная щель я не знаю. B диэлектриках Мотта-Хаббарда щель определяется расстоянием между нижней и верхней хаббардовскими зонами. A зоны формируются благодаря кулоновскими электронным корреляциям.
Последний раз редактировалось ayar97 29 ноя 2019, 15:31, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test


Вернуться в «Физика»

Кто сейчас на форуме

Количество пользователей, которые сейчас просматривают этот форум: нет зарегистрированных пользователей и 17 гостей