Новости отрасли

Принципы микросхем и квантовая механика

2023-10-20

Многие неграмотные полагают, что квантовая механика — это всего лишь математическая игра, не имеющая практической ценности. Ха-ха, давайте найдем предка компьютерных чипов, взгляните, пожалуйста, на демонстрацию:

Многие неграмотные полагают, что квантовая механика — это всего лишь математическая игра, не имеющая практической ценности. Ха-ха, давайте найдем предка компьютерных чипов, взгляните, пожалуйста, на демонстрацию:

Проводники мы можем понять, изоляторы мы тоже можем понять. Мои друзья впервые запутались в физике, и я боюсь, что это полупроводники. Поэтому я отдам этот долг за всех учителей физики.

Когда атомы образуют твердое тело, существует много одинаковых электронов, смешанных вместе, но квантовая механика считает, что два одинаковых электрона не могут оставаться на одной и той же орбите. Поэтому, чтобы эти электроны не сражались на одной орбите, многие орбитали расщепляются на несколько орбиталей. Из-за такого большого количества орбиталей, сжатых вместе, они случайно сближаются и превращаются в широкие большие орбитали. Этот тип широкой орбиты, образованной путем сжатия множества мелких орбиталей, называется энергетической зоной.

Некоторые широкие орбитали переполнены электронами, что делает их неспособными двигаться. Некоторые широкие орбитали очень пусты, что позволяет электронам свободно перемещаться. Электроны могут двигаться и макроскопически проводить электричество. И наоборот, если электроны не могут двигаться, они не могут проводить электричество.

Хорошо, давайте будем проще и не будем упоминать понятия «ценовой диапазон, полный диапазон, запрещенный диапазон и направляющий диапазон». Приготовьтесь сосредоточиться на круге!

Некоторые полные орбитали расположены слишком близко к пустым, и электроны могут без особых усилий перемещаться с полной орбитали на пустую, что позволяет им двигаться свободно. Это проводник. Принцип проводимости одновалентных металлов несколько иной.

Но часто между двумя широкими орбиталями существует разрыв, и электроны не могут пересечь его в одиночку, поэтому они не проводят электричество. Но если ширина щели находится в пределах 5 эв, добавление дополнительной энергии электрону может также пересечь пустую орбиту и свободно перемещаться по ней, которая является проводящей. Этот тип твердого тела с шириной щели, не превышающей 5 эв, иногда является проводящим, а иногда нет, поэтому его называют полупроводником.

Если разрыв превышает 5 эв, то его в принципе приходится прекращать. В нормальных условиях электроны не могут пересекаться, что является изолятором. Конечно, если энергия достаточно велика, не говоря уже о разрыве в 5 эв, то даже 50 эв все равно могут пройти, как, например, при прорыве высоковольтного электричества через воздух.

К этому моменту зонная теория, разработанная квантовой механикой, почти обрела форму. Зонная теория систематически объясняет существенные различия между проводниками, изоляторами и полупроводниками, которые зависят от зазора между полными и пустыми орбиталями, а с академической точки зрения - от ширины запрещенной зоны между валентной зоной и зоной проводимости.

Когда атомы образуют твердое тело, существует много одинаковых электронов, смешанных вместе, но квантовая механика считает, что два одинаковых электрона не могут оставаться на одной и той же орбите. Поэтому, чтобы эти электроны не сражались на одной орбите, многие орбитали расщепляются на несколько орбиталей. Из-за такого большого количества орбиталей, сжатых вместе, они случайно сближаются и превращаются в широкие большие орбитали. Этот тип широкой орбиты, образованной путем сжатия множества мелких орбиталей, называется энергетической зоной.

Некоторые широкие орбитали переполнены электронами, что делает их неспособными двигаться. Некоторые широкие орбитали очень пусты, что позволяет электронам свободно перемещаться. Электроны могут двигаться и макроскопически проводить электричество. И наоборот, если электроны не могут двигаться, они не могут проводить электричество.

Хорошо, давайте будем проще и не будем упоминать понятия «ценовой диапазон, полный диапазон, запрещенный диапазон и направляющий диапазон». Приготовьтесь сосредоточиться на круге!

Некоторые полные орбитали расположены слишком близко к пустым, и электроны могут без особых усилий перемещаться с полной орбитали на пустую, что позволяет им двигаться свободно. Это проводник. Принцип проводимости одновалентных металлов несколько иной.

Но часто между двумя широкими орбиталями существует разрыв, и электроны не могут пересечь его в одиночку, поэтому они не проводят электричество. Но если ширина щели находится в пределах 5 эв, добавление дополнительной энергии электрону может также пересечь пустую орбиту и свободно перемещаться по ней, которая является проводящей. Этот тип твердого тела с шириной щели, не превышающей 5 эв, иногда является проводящим, а иногда нет, поэтому его называют полупроводником.

Если разрыв превышает 5 эв, то его в принципе приходится прекращать. В нормальных условиях электроны не могут пересекаться, что является изолятором. Конечно, если энергия достаточно велика, не говоря уже о разрыве в 5 эв, то даже 50 эв все равно могут пройти, как, например, при прорыве высоковольтного электричества через воздух.

К этому моменту зонная теория, разработанная квантовой механикой, почти обрела форму. Зонная теория систематически объясняет существенные различия между проводниками, изоляторами и полупроводниками, которые зависят от зазора между полными и пустыми орбиталями, а с академической точки зрения - от ширины запрещенной зоны между валентной зоной и зоной проводимости.


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