Новини галузі

Принципи мікросхеми та квантова механіка

2023-10-20

Багато неграмотних вважають квантову механіку просто математичною грою без практичної цінності. Ха-ха, давайте знайдемо предка для комп’ютерних чіпів, будь ласка, подивіться на демонстрацію:

Багато неграмотних вважають квантову механіку просто математичною грою без практичної цінності. Ха-ха, давайте знайдемо предка для комп’ютерних чіпів, будь ласка, подивіться на демонстрацію:

Провідники, ми можемо зрозуміти, ізолятори, ми також можемо зрозуміти. Вперше моїх друзів заплутала фізика, і я боюся, що це напівпровідники. Тому від імені всіх учителів фізики я віддам цей борг.

Коли атоми утворюють тверде тіло, багато ідентичних електронів змішуються разом, але квантова механіка вважає, що два ідентичні електрони не можуть залишатися на одній орбіті. Тому, щоб запобігти боротьбі цих електронів на одній орбіті, багато орбіталей розпадаються на кілька орбіталей. З такою кількістю орбіталей, стиснутих разом, вони випадково зближуються і стають широкими великими орбіталями. Цей тип широкої орбіти, утворений стисненням багатьох тонких орбіталей, називається енергетичною зоною.

Деякі широкі орбіталі переповнені електронами, через що вони не можуть рухатися. Деякі широкі орбіталі дуже порожні, що дозволяє електронам вільно рухатися. Електрони можуть рухатися і, мабуть, макроскопічно проводять електрику. І навпаки, якщо електрони не можуть рухатися, вони не можуть проводити електрику.

Гаразд, давайте зробимо все просто і не будемо згадувати поняття «ціновий діапазон, повний діапазон, заборонений діапазон і провідний діапазон». Приготуйтеся зосередитися на колі!

Деякі повні орбіталі знаходяться надто близько до порожніх орбіталей, і електрони можуть без зусиль рухатися з повної орбіти на порожню, дозволяючи їм рухатися вільно. Це провідник. Принцип провідності одновалентних металів дещо інший.

Але часто між двома широкими орбіталями є проміжок, і електрони не можуть перетнути його поодинці, тому вони не проводять електрику. Але якщо ширина щілини знаходиться в межах 5 ев, додавання додаткової енергії до електрона також може перетинати порожню орбіту та вільно рухатися по ній, що є провідним. Цей тип твердого тіла з шириною зазору, що не перевищує 5 ев, іноді є провідним, а іноді ні, тому його називають напівпровідником.

Якщо розрив перевищує 5 ев, то його в основному потрібно зупинити. За нормальних обставин електрони не можуть перетинатися, що є ізолятором. Звичайно, якщо енергія досить велика, не кажучи вже про розрив у 5 ев, навіть 50 ев все ще можуть проходити, як електрика високої напруги, що проривається через повітря.

На цьому етапі зонна теорія, розроблена квантовою механікою, майже набула форми. Зонова теорія систематично пояснює істотні відмінності між провідниками, ізоляторами та напівпровідниками, які залежать від зазору між повними та порожніми орбіталями, а академічно — від ширини забороненої зони між валентною зоною та зоною провідності.

Коли атоми утворюють тверде тіло, багато ідентичних електронів змішуються разом, але квантова механіка вважає, що два ідентичні електрони не можуть залишатися на одній орбіті. Тому, щоб запобігти боротьбі цих електронів на одній орбіті, багато орбіталей розпадаються на кілька орбіталей. З такою кількістю орбіталей, стиснутих разом, вони випадково зближуються і стають широкими великими орбіталями. Цей тип широкої орбіти, утворений стисненням багатьох тонких орбіталей, називається енергетичною зоною.

Деякі широкі орбіталі переповнені електронами, через що вони не можуть рухатися. Деякі широкі орбіталі дуже порожні, що дозволяє електронам вільно рухатися. Електрони можуть рухатися і, мабуть, макроскопічно проводять електрику. І навпаки, якщо електрони не можуть рухатися, вони не можуть проводити електрику.

Гаразд, давайте зробимо все просто і не будемо згадувати поняття «ціновий діапазон, повний діапазон, заборонений діапазон і провідний діапазон». Приготуйтеся зосередитися на колі!

Деякі повні орбіталі знаходяться надто близько до порожніх орбіталей, і електрони можуть без зусиль рухатися з повної орбіти на порожню, дозволяючи їм рухатися вільно. Це провідник. Принцип провідності одновалентних металів дещо інший.

Але часто між двома широкими орбіталями є проміжок, і електрони не можуть перетнути його поодинці, тому вони не проводять електрику. Але якщо ширина щілини знаходиться в межах 5 ев, додавання додаткової енергії до електрона також може перетинати порожню орбіту та вільно рухатися по ній, що є провідним. Цей тип твердого тіла з шириною зазору, що не перевищує 5 ев, іноді є провідним, а іноді ні, тому його називають напівпровідником.

Якщо розрив перевищує 5 ев, то його в основному потрібно зупинити. За нормальних обставин електрони не можуть перетинатися, що є ізолятором. Звичайно, якщо енергія досить велика, не кажучи вже про розрив у 5 ев, навіть 50 ев все ще можуть проходити, як електрика високої напруги, що проривається через повітря.

На цьому етапі зонна теорія, розроблена квантовою механікою, майже набула форми. Зонова теорія систематично пояснює істотні відмінності між провідниками, ізоляторами та напівпровідниками, які залежать від зазору між повними та порожніми орбіталями, а академічно — від ширини забороненої зони між валентною зоною та зоною провідності.


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