ساختار نواری
ساختار نواری
سلام
من در مورد ساختار نواری خواستم بدونم بصورت کلی ممنون میشم اطلاعات مفیدتونو اینجا بیان کنید.
ساختار نواری چگونه تشکیل میشود؟کجا تشکیل میشود؟ خود نوار چیست؟وخیلی سوالای دیگر که مطمئنا مفید خواهد بود پاسخگویی به آنها..
پاینده باشید
من در مورد ساختار نواری خواستم بدونم بصورت کلی ممنون میشم اطلاعات مفیدتونو اینجا بیان کنید.
ساختار نواری چگونه تشکیل میشود؟کجا تشکیل میشود؟ خود نوار چیست؟وخیلی سوالای دیگر که مطمئنا مفید خواهد بود پاسخگویی به آنها..
پاینده باشید
اگر ز ديدن يوسف بـــريده شـد انگشت
جمال يوسف زهرا هزار يوسف کشت
جمال يوسف زهرا هزار يوسف کشت
Re: ساختار نواری
انواع مختلفی از نوار وجود داره که حتی برخی از اونها رو نمیشه نام برد. منظورتون چیه؟
آیا منظورتون نوارهای انرژی هست؟
آیا منظورتون نوارهای انرژی هست؟
آنچه دانه را شکافت، آن خدای من است.
Re: ساختار نواری
اگر حوصله داشته باشم چند تا جواب بهت میدم، همه یک چیز هستند که با زبان های مختلفی بیان شدن. اگر هم حوصله نکنم که هیچ!
1- تصور کن دو تا دست خودت را همزمان در یک استخر فرو کنی. چی میشه؟ یک جاهایی دو موجی که از دو دست شما ایجاد شده با هم جمع می شود و یک موج بزرگ را به وجود می آورند؛ جاهایی هم هست که دو موج همدیگر را خنثی می کنند و اگر برگی در آنجا روی استخر افتاده باشه اصلا تکان نمی خوره. این عکس رو داشته باش:
گرفتی؟
در نظر بگیر که اتم ها کنار هم توی یک شبکه بلوری نشسته اند. هر کدام یک الکترون در لایه ظرفیت دارند. این الکترون ها (هم) رفتار موجی از خودشون نشون میدن. دقیقا شبیه موجی که از دست های شما توی استخر به وجود می آید. جاهایی هست که این موج ها با هم جمع و در نتیجه خیلی قوی میشه، و الکترون ها به احتمال زیاد آنجا هستند و بهش میگن «نوار». به جاهایی که امواج از هم کم میشن، بعیده که الکترونی آنجا پیدا کنیم، بهش میگیم «گاف»
2- آیا میدانید آزمایش یانگ چیست؟ اتم های نزدیک به هم همان کاری را می کنند که دو شکاف یانگ انجام می دادند. و به همان ترتیب نوارهایی به وجود می آید.
3- برای هر الکترون، یک معادله شرودینگر می نویسند، حلش می کنند، محل هایی که الکترون درش وجود داره مشخص میشه. اگر این کار رو برای پتانسیل یک اتم و بدون اثر پوششی سایر الکترون ها انجام دهند، معادله خیلی ساده است و با مداد هم حل میشه. نهایتا معادله یک کره به دست میاد که توی دبیرستان بهش میگن اوربیتال s
بعد اگر اثر پوششی الکترونهای زیرین را هم به معادله شرودینگرمان اضافه کنیم، باقی اوربیتال ها هم به دست میاد.
حالا اگر فرض کنیم که یک عالمه اتم داریم که در یک شبکه بلوری قرار گرفته اند، از شرط تناوبی بودنشان استفاده می کنیم و معادله شرودینگرمون رو بازنویسی می کنیم و بعد از حلش، می بینی معادله در یک محدوده هایی از انرژی جواب داره، و یک جاهایی جواب نداره. به اون محدوده های مجاز میگن «نوار انرژی». به جاهای غیر مجاز میگن «گاف انرژی» یا «کاف انرژی»
من فضای تکانه را از قصد توضیح ندادم. اگر درباره آن ابهام داید بفرمایید. اگر برای اولین بار توی جمله قبلی اسمش را شنیدید، خودتان را ناراحت نکنید.
ضمنا نوارهای انرژی به علت رفتاری موجی الکترون ها به وجود می آیند. با رفتار ذره ای اصلا قابل توجیه نیستند.
1- تصور کن دو تا دست خودت را همزمان در یک استخر فرو کنی. چی میشه؟ یک جاهایی دو موجی که از دو دست شما ایجاد شده با هم جمع می شود و یک موج بزرگ را به وجود می آورند؛ جاهایی هم هست که دو موج همدیگر را خنثی می کنند و اگر برگی در آنجا روی استخر افتاده باشه اصلا تکان نمی خوره. این عکس رو داشته باش:
گرفتی؟
در نظر بگیر که اتم ها کنار هم توی یک شبکه بلوری نشسته اند. هر کدام یک الکترون در لایه ظرفیت دارند. این الکترون ها (هم) رفتار موجی از خودشون نشون میدن. دقیقا شبیه موجی که از دست های شما توی استخر به وجود می آید. جاهایی هست که این موج ها با هم جمع و در نتیجه خیلی قوی میشه، و الکترون ها به احتمال زیاد آنجا هستند و بهش میگن «نوار». به جاهایی که امواج از هم کم میشن، بعیده که الکترونی آنجا پیدا کنیم، بهش میگیم «گاف»
2- آیا میدانید آزمایش یانگ چیست؟ اتم های نزدیک به هم همان کاری را می کنند که دو شکاف یانگ انجام می دادند. و به همان ترتیب نوارهایی به وجود می آید.
3- برای هر الکترون، یک معادله شرودینگر می نویسند، حلش می کنند، محل هایی که الکترون درش وجود داره مشخص میشه. اگر این کار رو برای پتانسیل یک اتم و بدون اثر پوششی سایر الکترون ها انجام دهند، معادله خیلی ساده است و با مداد هم حل میشه. نهایتا معادله یک کره به دست میاد که توی دبیرستان بهش میگن اوربیتال s
بعد اگر اثر پوششی الکترونهای زیرین را هم به معادله شرودینگرمان اضافه کنیم، باقی اوربیتال ها هم به دست میاد.
حالا اگر فرض کنیم که یک عالمه اتم داریم که در یک شبکه بلوری قرار گرفته اند، از شرط تناوبی بودنشان استفاده می کنیم و معادله شرودینگرمون رو بازنویسی می کنیم و بعد از حلش، می بینی معادله در یک محدوده هایی از انرژی جواب داره، و یک جاهایی جواب نداره. به اون محدوده های مجاز میگن «نوار انرژی». به جاهای غیر مجاز میگن «گاف انرژی» یا «کاف انرژی»
من فضای تکانه را از قصد توضیح ندادم. اگر درباره آن ابهام داید بفرمایید. اگر برای اولین بار توی جمله قبلی اسمش را شنیدید، خودتان را ناراحت نکنید.
ضمنا نوارهای انرژی به علت رفتاری موجی الکترون ها به وجود می آیند. با رفتار ذره ای اصلا قابل توجیه نیستند.
آنچه دانه را شکافت، آن خدای من است.
Re: ساختار نواری
ممنونم بابت توضیح روانتون...حالا ان سوال برام پیش اومد نوارهای انرژی در جامدات ونیمرسانا ها با هم تفاوت دارند؟نوع تشکیلشونو میگم.
آیا نوار با تراز به یک معنا هستند؟
ممنونم مجددا که صبرو حوصله بخرج دادین..
آیا نوار با تراز به یک معنا هستند؟
ممنونم مجددا که صبرو حوصله بخرج دادین..
اگر ز ديدن يوسف بـــريده شـد انگشت
جمال يوسف زهرا هزار يوسف کشت
جمال يوسف زهرا هزار يوسف کشت
Re: ساختار نواری
تفاوت در مقدار گاف انرژی آنهاست.MFS نوشته شده: نوارهای انرژی در جامدات ونیمرسانا ها با هم تفاوت دارند؟نوع تشکیلشونو میگم.
علت این که یک بازه انرژی یا یک نوار داریم یک چیز است و آن طور که دوستمون گفتند به خاطر ناوردا بودن هامیلتونی تحت عملگر انتقال شبکه(یک عملگر گسسته است) می باشد.
mrfane نوشته شده:از شرط تناوبی بودنشان استفاده می کنیم
Re: ساختار نواری
پس تراز و نوار به یک معنا هستند...پس بصورت کلی میتونم بگیم بیشترین جایی که الکترونها قرار میگیرند تراز یا نوارگفته میشه.
حالا ساختار نواری چیه؟به مجموع نوارها میگن؟
حالا ساختار نواری چیه؟به مجموع نوارها میگن؟
اگر ز ديدن يوسف بـــريده شـد انگشت
جمال يوسف زهرا هزار يوسف کشت
جمال يوسف زهرا هزار يوسف کشت
Re: ساختار نواری
تراز و نوار دو چیز متفاوتن
هر نوار، مجموعه ای از ترازهای انرژی است که به هم بسیاز نزدیکند،
هر نوار، مجموعه ای از ترازهای انرژی است که به هم بسیاز نزدیکند،
در تمام مواد اینچنین نیستMFS نوشته شده:س بصورت کلی میتونم بگیم بیشترین جایی که الکترونها قرار میگیرند تراز یا نوارگفته میشه.
علم×دین=انسان
وَ مَنْ أَحْيَاهَا فَكَأَنَّمَا أَحْيَا النَّاس جَمِيعاً
و هر کس نفسی را حیات بخشد مثل آن است که همه مردم را حیات بخشیده.
سوره مبارکه المائدة آیه32
Re: ساختار نواری
خواهش می کنم! من از توضیح دادن فیزیک لذت می برم.MFS نوشته شده:ممنونم بابت توضیح روانتون...حالا ان سوال برام پیش اومد نوارهای انرژی در جامدات ونیمرسانا ها با هم تفاوت دارند؟نوع تشکیلشونو میگم.
در مورد سؤالی که پرسیدی، امیدوارم اشتباه لپی داشته باشی. فرق جامدات و نیمه رساناها؟ نیمه رسانا ها مگه جامد نیستند؟ بگذریم.
رساناها، نارساناها و نیمه رساناها «نوع تشکیل نوارهاشون» همونی است که عرض کردم. تفاوتشان همون طور که کورش کبیر گفت، فاصله این نوارها یا همان «گاف انرژی» است.
عکس زیر را ببین:
الکترون هایی که در قسمت قرمز (نوار ظرفیت) هستند متعلق به هسته خودشون هستند و به همین دلیل نمی توانند در رسانش شرکت کنند. الکترونی که به قسمت های آبی (نوار رسانش) برود، می تواند در کل شبکه آزادانه حرکت کند و بنابر این عامل رسانش خواهد بود. حالا همون طور که شکل می بینید دو قسمت آبی و قرمز برای رساناها با هم همپوشانی دارند. این یعنی همیشه الکترون هایی هستند که رسانش را انجام دهند. اما در مورد نارساناها، فاصله گاف انرژی آن قدر زیاد است که هیچ الکترونی نمی تواند از این فاصله بپرد! نیمرساناها هم حالت بینا بینی دارند.
به تفاوت تراز و نوار MA102 اشاره کرد. جمله شما را این طور اصلاح می کنم که: جایی که الکترونها می توانند قرار گیرند تراز گفته میشه.MFS نوشته شده:پس تراز و نوار به یک معنا هستند...پس بصورت کلی میتونم بگیم بیشترین جایی که الکترونها قرار میگیرند تراز یا نوارگفته میشه.
حالا ساختار نواری چیه؟به مجموع نوارها میگن؟
و در نهایت «ساختار نوار» را نمی دانم چیست. احتمالا همین عکسی باشه که بالا براتون گذاشتم. اگر جمله مورد نظرتون رو بگید همگی بهتر متوجه میشیم.
آنچه دانه را شکافت، آن خدای من است.
Re: ساختار نواری
mrfane نوشته شده:خواهش می کنم! من از توضیح دادن فیزیک لذت می برم.MFS نوشته شده:ممنونم بابت توضیح روانتون...حالا ان سوال برام پیش اومد نوارهای انرژی در جامدات ونیمرسانا ها با هم تفاوت دارند؟نوع تشکیلشونو میگم.
در مورد سؤالی که پرسیدی، امیدوارم اشتباه لپی داشته باشی. فرق جامدات و نیمه رساناها؟ نیمه رسانا ها مگه جامد نیستند؟ بگذریم.
رساناها، نارساناها و نیمه رساناها «نوع تشکیل نوارهاشون» همونی است که عرض کردم. تفاوتشان همون طور که کورش کبیر گفت، فاصله این نوارها یا همان «گاف انرژی» است.
عکس زیر را ببین:
الکترون هایی که در قسمت قرمز (نوار ظرفیت) هستند متعلق به هسته خودشون هستند و به همین دلیل نمی توانند در رسانش شرکت کنند. الکترونی که به قسمت های آبی (نوار رسانش) برود، می تواند در کل شبکه آزادانه حرکت کند و بنابر این عامل رسانش خواهد بود. حالا همون طور که شکل می بینید دو قسمت آبی و قرمز برای رساناها با هم همپوشانی دارند. این یعنی همیشه الکترون هایی هستند که رسانش را انجام دهند. اما در مورد نارساناها، فاصله گاف انرژی آن قدر زیاد است که هیچ الکترونی نمی تواند از این فاصله بپرد! نیمرساناها هم حالت بینا بینی دارند.به تفاوت تراز و نوار MA102 اشاره کرد. جمله شما را این طور اصلاح می کنم که: جایی که الکترونها می توانند قرار گیرند تراز گفته میشه.MFS نوشته شده:پس تراز و نوار به یک معنا هستند...پس بصورت کلی میتونم بگیم بیشترین جایی که الکترونها قرار میگیرند تراز یا نوارگفته میشه.
حالا ساختار نواری چیه؟به مجموع نوارها میگن؟
و در نهایت «ساختار نوار» را نمی دانم چیست. احتمالا همین عکسی باشه که بالا براتون گذاشتم. اگر جمله مورد نظرتون رو بگید همگی بهتر متوجه میشیم.
شرمنده منظورم رساناها و نیمه رساناها بود...
خیلی توضیحاتتون جالب بود دستتون درد نکنه...
سوالمو بهتر از این فعلا نمیتونم بپرسم...مگه بیشتر مطالعه کنم شاید بهتر منظورمو تونستم برسونم
از همگی بابت کمکشون ،مخصوصا شما متشکرم...
پاینده باشید
اگر ز ديدن يوسف بـــريده شـد انگشت
جمال يوسف زهرا هزار يوسف کشت
جمال يوسف زهرا هزار يوسف کشت
Re: نیمرسانا
سلام ..
در نیمرسانای ذاتی و غیر ذاتی جرم موثر با هم برابرند حالا اگر جرم موثر الکترون بیشتر از حفره باشد چه اتفاقی برای نمودار ذاتی و غیر ذاتی ما میافتد...یعنی چه تغییراتی ما در شکل خواهیم داشت؟؟؟
در نیمرسانای ذاتی و غیر ذاتی جرم موثر با هم برابرند حالا اگر جرم موثر الکترون بیشتر از حفره باشد چه اتفاقی برای نمودار ذاتی و غیر ذاتی ما میافتد...یعنی چه تغییراتی ما در شکل خواهیم داشت؟؟؟
اگر ز ديدن يوسف بـــريده شـد انگشت
جمال يوسف زهرا هزار يوسف کشت
جمال يوسف زهرا هزار يوسف کشت
Re: نیمرسانا
سلامMFS نوشته شده:سلام ..
در نیمرسانای ذاتی و غیر ذاتی جرم موثر با هم برابرند حالا اگر جرم موثر الکترون بیشتر از حفره باشد چه اتفاقی برای نمودار ذاتی و غیر ذاتی ما میافتد...یعنی چه تغییراتی ما در شکل خواهیم داشت؟؟؟
دوست خوبم،
چیزی که توی ذهن منه اینه که نیمرسانای ذاتی و غیر ذاتی در جرم مؤثر تاثیری نداشتند. (این جمله نیازمند بررسی بیشتر است)
آنچه دانه را شکافت، آن خدای من است.
Re: ساختار نواری
اینکه جرم موثر بیشتر بشه در واقع معنی سادش اینه که کمتر تو رسانش هستش.... سوالم اینه جرم موثر الکترون از حفره بیشتر باشه تقعر نمودارمون(که بر حسب همون چگالی حالته )و تراکم حاملها چگونه است؟
اگر ز ديدن يوسف بـــريده شـد انگشت
جمال يوسف زهرا هزار يوسف کشت
جمال يوسف زهرا هزار يوسف کشت
Re: ساختار نواری
HET نوشته شده:mrfane ممنون از توضیحات خوبتون
اگه میشه لطف کنید در باره فضای تکانه هم بگید.
خواهش می کنم
به طور خلاصه،
ابتدای بحث تکانه بسیار ساده و بدیهی است؛ اما در ادامه بسیار زیبا و پرکاربرد می شود.
پیش مقدمه: تکانه یا مومنتوم یا اندازه حرکت را همه می شناسیم: جرم ضربدر سرعت
[tex]p=mV[/tex]
مقدمه: تکانه هر جسم با انرژی جنبشی آن نسبت مستقیم دارد. این هم رابطه اش: [tex]E_K=pc[/tex]
پس من وقتی درباره تکانه صحبت می کنم، در واقع دارم تکلیف انرژی را روشن می کنم. این میتونه خیلی مفید باشه. مثلا وقتی یک الکترون به دور هسته می گردد؛ یا وقتی الکترونی انرژی می گیرد یا پس می دهد (تا برانگیخته شود یا تابش کند) برای من فاصله الکترون با هسته مهم نیست؛ بلکه تکانه (یا انرژی) آن برای من مهم است. وضعیت وقتی جدی تر می شود که ما بخواهیم وضعیت الکترون هایی را بررسی کنیم که اصلا در قید هیچ هسته ای نیستند. در چنین حالتی کمیت هایی از جنس طول اصلا به درد توصیف الکترون نمی خورند؛ بلکه باید تکانه آن را اندازه بگیریم.
تا اینجا راحت بود؟
فضای تکانه: فیزیکدان ها علاقه خاصی به نمودارها دارند. پس کم کم شروع کردند برای تکانه هم نمودار های مختلفی کشیدند. مثلا توی نمودارهایشان برای انرژی فلان الکترون یک خط کشیدند و اسمش را گذاشتند «تراز انرژی». بعد دیدند بعضی جاها تعداد زیادی خط به هم نزدیکند، اسمش را گذاشتند «نوار انرژی» و همین طور الی آخر.
ناگهان یک روز صبح که از خواب بیدار شدند دیدند به همان اندازه که درباره مکان اشیا نمودار و رابطه و... وجود دارد، درباره تکانه نیز فرمول و نمودار و... هست. پس تصمیم گرفتند به مجموعه اینها بگویند «فضای تکانه»
نتیجه: همه نمودارهایی که در پست های قبل بود، و همه جمله هایی که درباره نوار و تراز و... بود، همه در فضای تکانه بود؛ نه در فضای مکان. پس شما نباید انتظار داشته باشید که نوار رسانش و نوار ظرفیت یک «محل» باشند. آنها همه جای فلز هستند؛ منتها به تکانه های خاصی اشاره می کنند.
اصطلاح تعامد: محورهای x و y را در نظر بگیرید. اگر شما روی محور x یک واحد جلو بروید، چه تغییری در مختصه y شما ایجاد می شود؟ اگر گفتید «هیچی» درست گفتید. چرا چنین شد؟ چون محورهای x و y بر هم عمودند. در واقع هر نقطه از صفحه یک مختصه x و یک مختصه y دارد و می توان فرض کرد که هر کدام از این دو را مستقلا تغییر دهد.
عین همین مطلب درباره فضای مکان و فضای تکانه نیز هست. هر (مثلا) الکترونی یک مکان (x) و یک تکانه (p) دارد و می توان فرض کرد که هر کدام از این دو را مستقلا تغییر دهد. (یعنی ممکن است الکترون جایش را تغییر دهد، اما تکانه اش ثابت بماند و همچنین ممکن است دو بار از یک مکان عبور کند ولی تکانه های متفاوتی داشته باشد.)
به دلیل همین شباهت در اصطلاح می گویند: «فضای تکانه و فضای مکان بر هم عمودند.»
سرنخ برای مطالعات بیشتر:
1- فضای تکانه در محاسبات حالت جامد کاربرد فراوان دارد.
2- در بلورشناسی، تصویری که با پرتوی X می گیرند و روی فیلم ظاهر می شود، تصویری از فضای تکانه است!
آنچه دانه را شکافت، آن خدای من است.