Fizika fakulteti fizika kafedrasi

O’tkazgichlar.
Agar o’tkazgichlik zonasi to’liq to’ldirilmagan bo’lsa, u holda elektronlar bilan egallangan holler Fermi yuzasining pastida joylashadi, Fermi yuzasi esa simmetriya markaziga ega. Bunday holatda ixtiyoriy to’lqin vektoriga ega elektronga to’lqin vektori - bo’lgan electron mos keladi. Bu ikki elektronning impulslarining yig’indisi nolga teng (ya’ni tezliklarining yig’indisi ham nolga teng). Shuning uchun ular zaryadning ko’chishiga (perenos zaryadda) va elektr tokining paydo bo’lishida qatnashmaydi (4.6-rasm). Agar tashqaridan elektr maydonini va unga bog’liq bo’lgan kuchini tushirsak, u holda holat o’zgaradi (4.6-rasm): to’lqin vektori kattaligining yo’nalishi vektorining yo’nalishi bilan mos bo’lgan 1- elektronining holati to’lqin vektori kattaligining vektorining yo’nalishiga qarama-qarshi bo’lgan 2-elektronning holatiga nisbatan energetik tomondan natijali bo’lmaydi. Bunday holatda elektronlar uchun qaytadan guruh tuzish natijali bo’ladi va Fermi yuzasining ostidagi A holatini bo’shatadi va Fermi yuzasining ustidagi B holatini egallaydi (4.6-rasm). Elektronlarning bunday tarqalishida yig’indi natijaviy tezlik nolga teng bo’lmaydi va elektr tokiga ulush qo’shadi. O’tkazgich deb ataladigan bunday modda elektr tokini yaxshi o’tkazadi. Bu holat tashqi elektr maydonida elektronning holatlar bo’yicha qayta taqsimlanish imkoniyati bor ekanligi natijasida yuzaga keladi.

4.6-rasm. Tashqaridan tushirilgan elektr maydonining ta’sirida elektronlarning holatlar bo’yicha qaytadan taqsimlanishi.

Dielektriklar. Agar o’tkazgichli zonasi to’liq to’ltirilgan bo’lsa, u holda zonadagi holatlarning barchasi Brillyuen zonasini to’ldiradi. Bu zona simmetriya markaziga ega. Eng yaqin joylashgan egallanmagan holatlar endi kelasi zonada joylashgan va bu zona to’liq to’ltirilgan zonadan masofada joylashgan bo’ladi. (4.7-rasm).
Bunday holatda ham ixtiyoriy to’lqin vektoriga ega elektronga to’lqin vektori bo’lgan electron mos keladi. Bu ikki elektronning impulslarining yig’indisi nolga teng va shuning uchun ular zaryadning ko’chishiga va elektr tokening paydo bo’lishida qatnashmaydi. (4.7-rasm).

4.7-rasm. To’liq to’ltirilgan zona holatida tashqaridan tushirilgan elektr maydonining ta’sirida elektronning qaytadan taqsimlanishi mumkin bo’lmagan holati (dielektrikda bo’ladigan holat)

Agar sirtning elektr maydoni va u bilan bog’liq bo’lgan kuchi tushsa ham holat o’zgarmaydi (4.7-rasm). 4.6-rasmda keltirilgan holatdagiday elektronlar qaytadan guruhlasha olmaydi. Buning uchun A holatni tashlab ketib energiyasi kattaligi katta bo’lgan B holatiga o’tishi kerak. Issiqlik energiyasi kT bu holat uchun (elektronlarning qaytadan guruhlashishi, ya’ni peregruppirovkasi uchun) yetmaydi. Shuning uchun elektr tokening paydo bo’lishini ta’minlaydiganday elektronlarning qaytadan guruhlashishi bo’lmaydi va shunga mos to’ltirilgan zona moddaning o’tkazuvchanligida qatnasha olmaydi. Dielektriklar deb ataladigan bunday moddalar elektr tokini juda yomon o’tkazadi.