Metalllarning elektron o'tkazuvchanligi birinchi marta 1901 yilda nemis fizigi E. Rikke tomonidan eksperimental tarzda isbotlangan. Bir-biriga mahkam bosilgan uchta sayqallangan silindr - mis, alyuminiy va yana mis orqali uzoq vaqt davomida (bir yil davomida) elektr toki o'tgan. . Bu vaqt ichida o'tgan umumiy zaryad 3,5·10 6 S ga teng edi. Mis va alyuminiy atomlarining massalari bir-biridan sezilarli darajada farq qilganligi sababli, zaryad tashuvchilar ionlar bo'lsa, silindrlarning massalari sezilarli darajada o'zgarishi kerak edi.

Tajribalar natijalari shuni ko'rsatdiki, silindrlarning har birining massasi o'zgarishsiz qolgan. Aloqa yuzalarida faqat metallarning o'zaro kirib borishining ahamiyatsiz izlari topildi, ular qattiq moddalardagi atomlarning oddiy diffuziyasi natijalaridan oshmadi. Binobarin, metallardagi erkin zaryad tashuvchilar ionlar emas, balki mis va alyuminiyda bir xil bo'lgan zarralardir. Bunday zarralar faqat elektronlar bo'lishi mumkin edi.

Bu farazning toʻgʻriligiga toʻgʻridan-toʻgʻri va ishonchli dalil 1913 yilda L. I. Mandelstam va N. D. Papaleksi va 1916 yilda T. Styuart va R. Tolman tomonidan oʻtkazilgan tajribalarda qoʻlga kiritildi.

Bobinga sim o'ralgan bo'lib, uning uchlari bir-biridan ajratilgan ikkita metall diskga lehimlanadi (1-rasm). Sürgülü kontaktlar yordamida disklarning uchlariga galvanometr biriktirilgan.

Bobin tez aylanishga keltiriladi va keyin to'satdan to'xtatiladi. Bobin keskin to'xtaganidan so'ng, erkin zaryadlangan zarralar o'tkazgich bo'ylab bir muncha vaqt inertsiya bilan harakat qiladi va natijada g'altakda elektr toki paydo bo'ladi. Oqim qisqa vaqt davomida mavjud bo'ladi, chunki o'tkazgichning qarshiligi tufayli zaryadlangan zarralar sekinlashadi va zarrachalarning tartibli harakati to'xtaydi.

Oqimning yo'nalishi uning manfiy zaryadlangan zarrachalar harakati natijasida hosil bo'lishini ko'rsatadi. Bu holda uzatiladigan zaryad oqim hosil qiluvchi zarrachalar zaryadining ularning massasiga nisbati bilan mutanosibdir, ya'ni. . Shuning uchun zanjirdagi oqim mavjud bo'lgan butun vaqt uchun galvanometrdan o'tadigan zaryadni o'lchab, nisbatni aniqlash mumkin edi. 1,8·10 11 S/kg ga teng bo'lib chiqdi. Bu qiymat boshqa tajribalarda ilgari topilgan elektron zaryadining uning massasiga nisbati bilan mos keladi.

Shunday qilib, metallarda elektr toki manfiy zaryadlangan elektron zarrachalar harakati natijasida hosil bo'ladi. Metalllarning o'tkazuvchanligining klassik elektron nazariyasiga ko'ra (P.Drude, 1900, X. Lorenz, 1904) metall o'tkazgichni ikkita quyi tizimning kombinatsiyasining fizik tizimi sifatida ko'rib chiqish mumkin:

1. kontsentratsiyasi ~ 10 28 m -3 bo'lgan erkin elektronlar va
2. musbat zaryadlangan ionlar muvozanat holati atrofida tebranadi.

Kristalda erkin elektronlarning paydo bo'lishini quyidagicha tushuntirish mumkin.

Atomlar metall kristaliga birlashganda, atom yadrosi bilan eng zaif bog'langan tashqi elektronlar atomlardan ajralib chiqadi (2-rasm). Shuning uchun musbat ionlar metallning kristall panjarasining tugunlarida joylashgan bo'lib, ular orasidagi bo'shliqda ularning atomlari yadrolari bilan bog'lanmagan elektronlar harakatlanadi. Bu elektronlar deyiladi ozod yoki o'tkazuvchan elektronlar. Ular gaz molekulalarining harakatiga o'xshash xaotik harakatni amalga oshiradilar. Shuning uchun metallardagi erkin elektronlar yig'indisi deyiladi elektron gaz.

Agar o'tkazgichga tashqi elektr maydoni qo'llanilsa, u holda elektr tokini hosil qiluvchi elektr maydon kuchlari ta'sirida erkin elektronlarning tasodifiy xaotik harakati ustiga yo'naltirilgan harakat qo'shiladi. O'tkazgichdagi elektronlarning harakat tezligi sekundiga millimetrning bir necha qismini tashkil qiladi, ammo o'tkazgichda paydo bo'ladigan elektr maydoni o'tkazgichning butun uzunligi bo'ylab vakuumdagi yorug'lik tezligiga yaqin tezlikda tarqaladi ( 3 10 8 m / s).

Metalllardagi elektr toki erkin elektronlar tomonidan hosil qilinganligi sababli, metall o'tkazgichlarning o'tkazuvchanligi deyiladi elektron o'tkazuvchanlik.

Elektr maydonidan ta'sir qiluvchi doimiy kuch ta'sirida elektronlar ma'lum bir tartibli harakat tezligiga ega bo'ladilar (bu drift deb ataladi). Bu tezlik vaqt o'tishi bilan ortib bormaydi, chunki kristall panjara ionlari bilan to'qnashganda elektronlar elektr maydonida olingan kinetik energiyani kristall panjaraga o'tkazadilar. Birinchi taxminda biz o'rtacha erkin yo'l bo'ylab (bu elektron ionlar bilan ketma-ket ikkita to'qnashuv o'rtasida o'tadigan masofa) elektron tezlanish bilan harakat qiladi va uning siljish tezligi vaqt o'tishi bilan chiziqli ravishda oshadi deb taxmin qilishimiz mumkin.

To'qnashuv momentida elektron kinetik energiyani kristall panjaraga o'tkazadi. Keyin u yana tezlashadi va jarayon takrorlanadi. Natijada, elektronlarning tartibli harakatining o'rtacha tezligi o'tkazgichdagi elektr maydon kuchiga va, demak, o'tkazgichning uchlaridagi potentsiallar farqiga mutanosib bo'ladi, chunki , bu erda l - o'tkazgichning uzunligi.

Ma'lumki, o'tkazgichdagi oqim kuchi zarrachalarning tartibli harakati tezligiga proportsionaldir

va shuning uchun oldingisiga ko'ra, oqim kuchi o'tkazgichning uchlaridagi potentsial farqga mutanosibdir: I ~ U. Bu metallarning o'tkazuvchanligining klassik elektron nazariyasiga asoslangan Ohm qonunining sifatli izohidir.

Biroq, bu nazariya bilan bog'liq qiyinchiliklar mavjud. Bu nazariyadan kelib chiqadiki, qarshilik haroratning kvadrat ildiziga mutanosib bo'lishi kerak (), shu bilan birga, tajribaga ko'ra, ~ T. Bundan tashqari, metallarning issiqlik sig'imi, bu nazariyaga ko'ra, issiqlik sig'imidan ancha katta bo'lishi kerak. monotomik kristallarning issiqlik sig'imi. Haqiqatda metallarning issiqlik sig'imi metall bo'lmagan kristallarning issiqlik sig'imidan deyarli farq qilmaydi. Bu qiyinchiliklar faqat kvant nazariyasida yengilgan.

1911 yilda golland fizigi G. Kamerling-Onnes simobning past haroratlarda elektr qarshiligining o'zgarishini o'rganib, taxminan 4 K haroratda (ya'ni -269 ° C da) qarshilik keskin pasayishini aniqladi (1-rasm). 3) deyarli nolga tushadi. Elektr qarshiligini nolga aylantirish hodisasi G. Kamerling-Onnes supero'tkazuvchanlik deb ataladi.

Keyinchalik 25 dan ortiq kimyoviy elementlar - metallar juda past haroratlarda o'ta o'tkazgichga aylanishi aniqlandi. Ularning har biri nol qarshilikka ega bo'lgan holatga o'z kritik o'tish haroratiga ega. Uning volfram uchun eng past qiymati 0,012K, niobiy uchun eng yuqori qiymati 9K.

Supero'tkazuvchanlik nafaqat sof metallarda, balki ko'plab kimyoviy birikmalar va qotishmalarda ham kuzatiladi. Bunday holda, o'ta Supero'tkazuvchilar birikmaning bir qismi bo'lgan elementlarning o'zi super o'tkazgich bo'lmasligi mumkin. Masalan, NiBi, Au 2 Bi, PdTe, PtSb va boshqalar.

Supero'tkazuvchanlik holatidagi moddalar noodatiy xususiyatlarga ega:

1. supero'tkazgichdagi elektr toki uzoq vaqt davomida oqim manbaisiz mavjud bo'lishi mumkin;
2. Supero'tkazuvchi holatdagi moddaning ichida magnit maydon hosil qilish mumkin emas:
3. magnit maydon supero'tkazuvchanlik holatini buzadi. Supero'tkazuvchanlik - bu kvant nazariyasi nuqtai nazaridan tushuntirilgan hodisa. Uning ancha murakkab tavsifi maktab fizikasi kursi doirasidan tashqarida.

Yaqin vaqtgacha supero'tkazuvchanlikning keng qo'llanilishiga suyuq geliy ishlatilgan ultra past haroratlarda sovutish zarurati bilan bog'liq qiyinchiliklar to'sqinlik qildi. Shunga qaramay, asbob-uskunalarning murakkabligi, geliyning tanqisligi va yuqori narxiga qaramay, XX asrning 60-yillaridan boshlab, o'rashlarida issiqlik yo'qotishlarsiz o'ta o'tkazuvchan magnitlar yaratildi, bu esa nisbatan katta hajmdagi kuchli magnit maydonlarni olish imkonini berdi. jildlar. Aynan shunday magnitlar magnit plazma bilan boshqariladigan termoyadro sintezi, kuchli zaryadlangan zarracha tezlatgichlari uchun moslamalarni yaratish uchun talab qilinadi. Supero'tkazuvchilar turli xil o'lchash asboblarida, birinchi navbatda, juda zaif magnit maydonlarni eng yuqori aniqlik bilan o'lchash uchun asboblarda qo'llaniladi.

Hozirgi vaqtda elektr uzatish liniyalarida simlarning qarshiligini bartaraf etishga energiyaning 10 - 15% sarflanadi. Supero'tkazuvchi liniyalar yoki hech bo'lmaganda yirik shaharlarga kirishlar katta tejashga olib keladi. Supero'tkazuvchanlikni qo'llashning yana bir sohasi transportdir.

Supero'tkazuvchi plyonkalar asosida hisoblash qurilmalari uchun bir qator yuqori tezlikdagi mantiqiy va xotira elementlari yaratilgan. Kosmik tadqiqotlarda kosmonavtlarni radiatsiyaviy himoya qilish, kemalarni joylashtirish, ularni sekinlashtirish va yo'naltirish, plazma raketa dvigatellari uchun o'ta o'tkazuvchan solenoidlardan foydalanish istiqbolli.

Hozirgi vaqtda yuqori haroratda - 100K dan yuqori, ya'ni azotning qaynash nuqtasidan yuqori haroratda o'ta o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan keramik materiallar yaratilgan. Supero'tkazuvchilarni suyuq azot bilan sovutish qobiliyati, bug'lanishning yuqori issiqlik darajasiga ega, barcha kriogen uskunalarning narxini sezilarli darajada soddalashtiradi va kamaytiradi va katta iqtisodiy samarani va'da qiladi.

>>Fizika: Metalllarning elektron o‘tkazuvchanligi

Keling, metall o'tkazgichlardan boshlaylik. Ushbu o'tkazgichlarning joriy kuchlanish xarakteristikasi bizga ma'lum, ammo hozirgacha molekulyar-kinetik nazariya nuqtai nazaridan uning tushuntirishi haqida hech narsa aytilmagan.
Metalllardagi erkin zaryadlarning tashuvchilari elektronlardir. Ularning kontsentratsiyasi yuqori - taxminan 10 28 1 / m 3. Bu elektronlar tasodifiy termal harakatda ishtirok etadi. Elektr maydoni ta'sirida ular o'rtacha 10 -4 m/s tezlikda tartibli harakatlana boshlaydi.
Metallarda erkin elektronlar mavjudligini eksperimental isbotlash. Metalllarning oʻtkazuvchanligi erkin elektronlar harakati bilan bogʻliqligini eksperimental dalillar L.I.Mandelstam va N.D.Papaleksi (1913), B.Styuart va R.Tolman (1916) tajribalarida berilgan. Ushbu tajribalarning sxemasi quyidagicha.
Bobin atrofida sim o'ralgan, uning uchlari bir-biridan ajratilgan ikkita metall diskga lehimlangan ( 16.1-rasm). Sürgülü kontaktlar yordamida disklarning uchlariga galvanometr ulanadi.

Bobin tez aylanish holatiga keltiriladi va keyin to'satdan to'xtatiladi. Bobin to'satdan to'xtaganidan so'ng, erkin zaryadlangan zarralar o'tkazgichga nisbatan bir muncha vaqt inertsiya bilan harakat qiladi va shuning uchun g'altakda elektr toki paydo bo'ladi. Oqim qisqa vaqt davomida mavjud, chunki o'tkazgichning qarshiligi tufayli zaryadlangan zarralar sekinlashadi va oqim hosil qiluvchi zarrachalarning tartibli harakati to'xtaydi.
Ushbu tajribada oqimning yo'nalishi uning manfiy zaryadlangan zarrachalar harakati natijasida hosil bo'lganligini ko'rsatadi. Bu holda uzatiladigan zaryad oqim hosil qiluvchi zarrachalar zaryadining ularning massasiga nisbati bilan mutanosibdir, ya'ni. |q|/m. Shuning uchun zanjirda tok borligi vaqtida galvanometrdan o`tuvchi zaryadni o`lchab, bu nisbatni aniqlash mumkin edi. 1,8 10 11 S/kg ga teng bo'lib chiqdi. Bu qiymat elektron zaryadining uning massasiga nisbati bilan mos keldi e/m ilgari boshqa tajribalardan topilgan.
Metalldagi elektronlarning harakati. Elektr maydonidan ularga ta'sir qiluvchi kuch ta'sirida elektronlar ma'lum bir tartibli harakat tezligiga ega bo'ladilar. Vaqt o'tishi bilan bu tezlik yanada oshmaydi, chunki kristall panjaraning ionlari bilan to'qnashganda elektronlar o'zlarining yo'naltirilgan harakatlarini yo'qotadilar va keyin yana elektr maydoni ta'sirida ular yo'naltirilgan yo'nalishda harakat qila boshlaydilar. Natijada, elektronlarning tartibli harakatining o'rtacha tezligi o'tkazgichdagi elektr maydon kuchiga mutanosib bo'lib chiqadi. v~E va, binobarin, o'tkazgichning uchlarida potentsial farq, chunki , qayerda l- o'tkazgich uzunligi.
Supero'tkazuvchilardagi oqimning kuchi zarrachalarning tartibli harakati tezligiga mutanosibdir (qarang: formula (15.2)). Shuning uchun biz oqim kuchi o'tkazgichning uchlaridagi potentsial farqga mutanosib ekanligini aytishimiz mumkin: I~U. Bu nima Ohm qonunini sifatli tushuntirish metallar o'tkazuvchanligining elektron nazariyasiga asoslangan.
Klassik mexanika qonunlari asosida metalldagi elektronlar harakatining qoniqarli miqdoriy nazariyasini qurish mumkin emas. Gap shundaki, metalldagi elektronlar harakati uchun sharoit shundayki, Nyutonning klassik mexanikasi bu harakatni tasvirlash uchun qo'llanilmaydi.
Bu quyidagi misolda eng aniq ko'rinadi. Xona haroratida metalldagi elektronlarning issiqlik harakatining o‘rtacha kinetik energiyasini tajriba yo‘li bilan aniqlab, shu energiyaga mos keladigan haroratni topsak, u holda 10 5 -10 6 K tartibli haroratga erishamiz. Bunday harorat ichkarida mavjud. yulduzlar. Metalldagi elektronlarning harakati kvant mexanikasi qonunlariga bo'ysunadi.
Metalllardagi erkin zaryadlarning tashuvchilari elektronlar ekanligi eksperimental tarzda isbotlangan. Elektr maydoni ta'sirida elektronlar doimiy o'rtacha tezlikda harakatlanadi, kristall panjara tomondan sekinlashtiruvchi ta'sirni boshdan kechiradi. Elektronlarning tartibli harakati tezligi o'tkazgichdagi maydon kuchiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir.

???
1. Bobin (16.1-rasmga qarang) soat yo'nalishi bo'yicha aylantirildi, keyin esa keskin tormozlandi. Tormozlanish momentida g'altakdagi elektr tokining yo'nalishi qanday?
2. Metall o'tkazgichdagi elektronlarning tartibli harakatining tezligi o'tkazgichning uchlaridagi kuchlanishga qanday bog'liq?

G.Ya.Myakishev, B.B.Buxovtsev, N.N.Sotskiy, Fizika 10-sinf

Dars mazmuni dars xulosasi qo'llab-quvvatlash ramka dars taqdimoti tezlashtirish usullari interaktiv texnologiyalar Amaliyot topshiriq va mashqlar o'z-o'zini tekshirish seminarlar, treninglar, keyslar, kvestlar uy vazifalarini muhokama qilish savollari talabalar tomonidan ritorik savollar Tasvirlar audio, videokliplar va multimedia fotosuratlar, rasmlar grafikasi, jadvallar, sxemalar hazil, latifalar, hazillar, komikslar, matallar, krossvordlar, tirnoqlar Qo'shimchalar tezislar maqolalar, qiziquvchan varaqlar uchun chiplar darsliklar, asosiy va qo'shimcha atamalarning lug'ati Darslik va darslarni takomillashtirishdarslikdagi xatolarni tuzatish darslikdagi parchani yangilash darsdagi innovatsiya elementlarini eskirgan bilimlarni yangilari bilan almashtirish Faqat o'qituvchilar uchun mukammal darslar yil uchun kalendar rejasi muhokama dasturining uslubiy tavsiyalari Integratsiyalashgan darslar

Agar sizda ushbu dars uchun tuzatishlar yoki takliflaringiz bo'lsa,

Metalllarning elektr o'tkazuvchanligi

Metallga elektr (yoki magnit) maydon (yoki harorat farqi) ta'sir qilganda, unda zaryadlangan zarralar va energiya oqimlari paydo bo'ladi.

Ushbu oqimlar yoki oqimlarning paydo bo'lish hodisalari odatda kinetik effektlar yoki uzatish hodisalari deb ataladi, aks holda - transport effektlari, ya'ni statsionar o'tkazgichlarga statsionar maydonlarning ta'siri. Bunday holda, oqim yoki oqim potentsial farqga (yoki harorat farqiga) mutanosibdir va mutanosiblik omili faqat o'tkazgichning geometrik o'lchamlari va metallning o'zi fizik xususiyatlari bilan belgilanadi.

Birlik geometrik o'lchamlari bilan bu koeffitsient faqat ma'lum metallning xususiyatlariga bog'liq va uning kinetik koeffitsienti deb ataladigan asosiy jismoniy xarakteristikasi hisoblanadi. O'tkazgich o'zgaruvchan maydonda bo'lsa, unda paydo bo'ladigan oqimlar nafaqat geometrik o'lchamlarga va kinetik koeffitsientga, balki o'zgaruvchan maydonning chastotasiga, o'tkazgichning shakliga va elementlarning nisbiy holatiga ham bog'liq. elektr zanjiri.

O'zgaruvchan tok bilan o'tkazgichning qarshiligi sezilarli darajada uning chastotasiga bog'liq bo'lib, spin effekti tufayli - oqimning o'tkazgich markazidan atrofga siljishi. Ko'pgina mumkin bo'lgan kinetik hodisalardan ikkitasi texnologiyada yaxshi ma'lum: elektr o'tkazuvchanligi - vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydigan elektr maydoni ta'sirida moddaning doimiy elektr tokini o'tkazish qobiliyati va issiqlik o'tkazuvchanligi - xuddi shunday. harorat farqi va issiqlik oqimi. Bu ikkala hodisa ham (miqdoriy) mos ravishda Om va Furye qonunlari bilan ifodalanadi:

j = gE; ō = kT.

bu erda j - oqim zichligi, A/m;

g - elektr o'tkazuvchanligining kinetik koeffitsienti);

E - elektr maydon kuchi V/m;

ō - issiqlik oqimining zichligi;

T - harorat farqi;

k - issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti.

Amalda, odatda, elektr qarshiligi yoki oddiygina qarshilik, ohm m ishlatiladi.

Biroq, o'tkazgichlar uchun Ohm mm2 / m tizimli bo'lmagan o'lchov birligidan foydalanishga ruxsat beriladi yoki mOhm / m ga teng SI birligidan foydalanish tavsiya etiladi. Bu holda bir birlikdan ikkinchisiga o'tish: 1 ohm m = 10 6 ohm m = 10 6 ohm mm2 / m.

Doimiy kesma bilan ixtiyoriy o'lchamdagi o'tkazgichning qarshiligi quyidagicha aniqlanadi:

bu erda l - o'tkazgichning uzunligi, m;

S - o'tkazgichning maydoni, m2.

Metalllar odatda xarakterli "metall" yorqinligi, elektr tokini va issiqlikni yaxshi o'tkazuvchi plastik moddalar sifatida tavsiflanadi.

Metalllarning elektr o'tkazuvchanligi uchun quyidagilar xosdir: normal haroratda qarshilikning past qiymati, harorat oshishi bilan qarshilikning sezilarli darajada oshishi, to'g'ridan-to'g'ri proportsionallikka juda yaqin; harorat mutlaq nolga yaqin haroratga tushganda, metallarning qarshiligi juda kichik qiymatlarga kamayadi, bu eng sof metallar uchun normal haroratda 10-3 gacha yoki hatto undan kichikroq bo'lgan qarshilik ulushi + 20 0C.

Ular, shuningdek, elektr o'tkazuvchanligi va issiqlik o'tkazuvchanligi o'rtasidagi bog'liqlikning mavjudligi bilan tavsiflanadi, bu empirik Wiedemann-Franz qonuni bilan tavsiflanadi, chunki k / g nisbati bir xil haroratda turli materiallar uchun taxminan bir xil. K / g ning mutlaq haroratga bo'lingan qismi T (L0 = k / (g T)). Lorentz soni deb ataladi, bu (barcha metallar uchun) barcha haroratlarda kam farq qiladigan qiymatdir.

Metalllardagi kinetik hodisalar nazariyasi kinetik koeffitsientlarning harorat, bosim va boshqa omillarga bog'liqligi shaklini tushuntirishi mumkin, shuningdek, ularning qiymatlarini hisoblashda ham foydalanish mumkin. Buning uchun metallarning ichki tuzilishini ko'rib chiqing.

Fizikaning ushbu bo'limining asosiy g'oyasi 19-20-asrlarning boshlarida paydo bo'lgan: metall atomlari ionlashgan va ulardan ajratilgan valent elektronlar erkindir, ya'ni ular butun kristalga tegishli.

Ionlar qat'iy tartiblangan, muntazam kristall panjara hosil qiladi; ularning erkin elektronlarning manfiy zaryadlangan buluti bilan o'zaro ta'siri kristallni barqaror, barqaror shakllanishga aylantiradi.

Erkin elektronlarning mavjudligi metallarning yuqori elektr o'tkazuvchanligini yaxshi tushuntiradi va ularning delokalizatsiyasi yuqori plastiklikni ta'minlaydi. Bu shuni anglatadiki, metall o'tkazgichlarning ichki tuzilishining eng xarakterli xususiyati ularning elektron tuzilishini tasdiqlovchi kollektivlashtirilgan elektronlarning mavjudligidir. Eng oddiy modelda kollektivlashtirilgan elektronlar to'plami zarrachalar xaotik termal harakatda bo'lgan elektron gaz sifatida tushuntiriladi.

Elektronlarning ionlar bilan to'qnashuvi tufayli muvozanat o'rnatiladi (agar elektronlar orasidagi to'qnashuvlarni e'tiborsiz qoldirsak). Issiqlik harakati to'liq tartibga solinmaganligi sababli, elektronlarning zaryadiga qaramay, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim (makroskopik) kuzatilmaydi. Agar o'tkazgichga tashqi elektr maydoni qo'llanilsa, u holda tezlanishni olgan erkin elektronlar maydon bo'ylab yo'naltirilgan tartiblangan komponentda to'planadi.

Panjara joylaridagi ionlar harakatsiz bo'lgani uchun elektronlar harakatida tartiblilik makroskopik elektr toki sifatida namoyon bo'ladi. Bu holda o'ziga xos o'tkazuvchanlik E kuchning tezlashuvchi maydonidagi elektronning o'rtacha erkin yo'li l ni hisobga olgan holda ifodalanishi mumkin:

l = e E t / (2 m) g = e2 n l / (2 m vt) sifatida,

bu yerda e - elektron zaryadi;

n - metall hajmining birligiga to'g'ri keladigan erkin elektronlar soni;

l - ikki to'qnashuv orasidagi elektronning o'rtacha erkin yo'li;

m - elektron massasi;

v t - metalldagi erkin elektronning issiqlik harakatining o'rtacha tezligi.

Kvant mexanikasi qoidalarini hisobga olgan holda

g = K n2/3 / l,

Bu erda K - sonli koeffitsient.

Oddiy haroratda metall o'tkazgichlarning qarshiligi diapazoni faqat uchta kattalik tartibini tashkil qiladi. Turli metallar uchun ma'lum bir haroratda elektronlarning xaotik issiqlik harakati tezligi taxminan bir xil.

Erkin elektronlarning kontsentratsiyasi biroz farq qiladi, shuning uchun qarshilik qiymati asosan ma'lum bir o'tkazgichdagi elektronlarning o'rtacha erkin yo'liga bog'liq va u o'tkazgich materialining tuzilishi bilan belgilanadi. Eng oddiy kristall panjaraga ega bo'lgan barcha sof metallar minimal qarshilik qiymatlariga ega. Nopokliklar, panjarani buzadi, qarshilikning oshishiga olib keladi

Qarshilikning harorat koeffitsienti yoki qarshilikning o'rtacha harorat koeffitsienti sifatida ifodalanadi

a = 1 / r (dr / dt); a` = 1 / r (r2 - r1) / (T2 - T1),

bu erda r1 va r2 - mos ravishda T1 va T2 haroratlarda, T2 > T1 da o'tkazgichning solishtirma qarshiliklari.

Texnik ma'lumotnomalarda odatda a` qiymati beriladi, uning yordamida siz ixtiyoriy T haroratida r ni taxminan aniqlashingiz mumkin:

r = r1 (1 + ar` (T - T1)).

Bu ifoda faqat r(T) chiziqli bog’liqlik uchun qarshilikning p aniq qiymatini beradi. Boshqa hollarda, bu usul taxminiy hisoblanadi; u qanchalik aniq bo'lsa, ar` ni aniqlash uchun ishlatiladigan harorat oralig'i shunchalik torroq bo'ladi.

Eriganda hajmini oshiradigan ko'pgina metallarning qarshiligi ularning zichligini pasaytiradi. Erish vaqtida ularning hajmini kamaytiradigan metallarda qarshilik pasayadi; bunday metallarga galliy, surma va vismut kiradi.

Qotishmalarning qarshiligi har doim sof metallarnikidan katta. Bu, ayniqsa, agar termoyadroviy paytida ular qattiq eritma hosil qilsalar, ya'ni. qattiqlashuv jarayonida birgalikda kristallanadi va bir metallning atomlari boshqasining panjarasiga kiradi.

Agar ikkita metalning qotishmasi alohida kristallanishni va qotib qolgan eritmani - komponentlarning har birining kristallari aralashmasini hosil qilsa, unda bunday qotishmaning o'ziga xos o'tkazuvchanligi g tarkibi o'zgarishi bilan deyarli chiziqli o'zgaradi. Qattiq eritmalarda esa bu bog'liqlik (metalllarning har birining tarkibiga) chiziqli emas va qotishma tarkibiy qismlarining ma'lum nisbatiga mos keladigan maksimalga ega.

Ba'zan, komponentlar orasidagi ma'lum nisbatda ular kimyoviy birikmalar (intermetalik birikmalar) hosil qiladi, shu bilan birga ular elektr o'tkazuvchanligining metall xususiyatiga ega emas, balki elektron yarim o'tkazgichlardir.

Supero'tkazuvchilarning chiziqli kengayishining harorat koeffitsienti formula bo'yicha dielektriklar bilan bir xil tarzda aniqlanadi.

TKl = a(l) = l / l (dl / dT), (3.1)

Bu erda TKl = a(l) - chiziqli kengayishning harorat koeffitsienti K-1

Ushbu koeffitsient turli xil dizayndagi juftlashuvchi materiallarning ishini baholash, shuningdek, harorat o'zgarganda yorilish yoki metallning shisha yoki keramika bilan vakuumli ulanishining buzilishini istisno qilish uchun ma'lum bo'lishi kerak. Bundan tashqari, u simlarning elektr qarshiligining harorat koeffitsientini hisoblashga kiritilgan

TKR = a(R) = a(r) - a(l).

Supero'tkazuvchilarning termoEMF

ThermoEMF ikki xil o'tkazgichlar (yoki yarim o'tkazgichlar) aloqa qilganda paydo bo'ladi, agar ularning birikmalarining harorati bir xil bo'lmasa. Ikki xil o'tkazgich aloqada bo'lsa, ular o'rtasida kontakt potentsial farqi paydo bo'ladi. A va B metallar uchun

Ucb - Uc + K T / e ln(n0c / nob),

bu yerda U c va U b kontakt metallarning potentsiallari; tegishli metallardagi elektron kontsentratsiyasi;

K - Boltsman doimiysi;

T - harorat;

e - elektron zaryadining mutlaq qiymati.

Agar metall birikmalarining harorati bir xil bo'lsa, u holda yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan potentsiallar farqining yig'indisi nolga teng. Agar qatlamlarning harorati boshqacha bo'lsa (masalan, T2 va T1), unda bu holda

U \u003d K / e (T1 -T2) ln (nc / pb). (3.2)

Amalda (3.2) ifoda har doim ham kuzatilmaydi va termoEMF ning haroratga bog'liqligi chiziqli bo'lmagan bo'lishi mumkin. Turli metallar yoki qotishmalarning ikkita izolyatsiyalangan simlaridan tashkil topgan sim termojuft deb ataladi va haroratni o'lchash uchun ishlatiladi.

Bunday hollarda ular katta va barqaror termoelektrik koeffitsientga ega bo'lgan materiallardan foydalanishga harakat qilishadi. Yuqori haroratni o'lchash uchun ba'zan (ayniqsa, agressiv muhitda haroratni o'lchashda) pastroq termal EMF koeffitsientiga ega bo'lgan, lekin yuqori haroratga bardosh bera oladigan va agressiv muhitda oksidlanmaydigan termojuftlardan foydalanish kerak.

Termojuft qotishmalari turli xil kombinatsiyalarda, shu jumladan bitta sof metall elektrodda mavjud. Eng keng tarqalgan nikel va mis-nikel qotishmalari. 1000 - 1200 0C oralig'idagi haroratlar uchun chromel - alumel (TXA) termojuftlari, yuqori haroratlarda platina - platina-rodiy elektrodlari ishlatiladi; bu qotishmalarda rodyum 6,7 dan 40,5% gacha. Bunday termojuftlarning markalari quyidagilardir: PlRd-7, PlRd-10, PlRd-30, PlRd-40.

Metalllarning elektron o'tkazuvchanligi

Supero'tkazuvchilar tasnifi

3-MAVZU O'tkazgichlarda Jismoniy ta'sir

Metalllarning o'tkazuvchanligi, elektr o'tkazuvchanligining issiqlik va drift harakatining xususiyatlari.

Elektron sanoatda metallar va ularning qotishmalari keng qo'llaniladi, ulardan o'tkazgichlar tayyorlanadi.

Agregat holatiga ko'ra tasniflanadi: gazsimon, suyuq, qattiq.

Gazsimon - elektr maydon kuchida moddalar va gazlarning bug'lari, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ molekulalarning ionlanishini ta'minlaydi. Ularda elektr toki ham elektronlar, ham ionlar tomonidan yaratiladi. Gaz chiqarish qurilmalarida qo'llaniladi.

Suyuqlik- turli tuzlar, kislotalar, ishqorlar, shuningdek ularning eritmalari (elektrolitlar) eritmalari. Oqim ionlarning uzatilishi bilan bog'liq bo'lib, elektrolitlar tarkibi o'zgaradi va elektrolitga botirilgan elektrodlarda modda eritmadan chiqariladi.

Qattiq- davriy jadvalda 75% dan ko'prog'ini egallagan sᴛᴏ metallar. Ulardagi oqim faqat elektronlar tomonidan yaratiladi va shu bilan bog'liq holda materiya bir elektroddan ikkinchisiga o'tkazilmaydi.

Ilova bo'yicha Metall materiallar quyidagilarga bo'linadi:

Yuqori o'tkazuvchanlik metallari;

Yuqori qarshilikka ega qotishmalar.

Yuqori o'tkazuvchanlik metallari: kumush, mis, alyuminiy, temir, oltin.

supero'tkazgichlar(past t 0 S da): alyuminiy, simob, qo'rg'oshin, niobiy, qalay, titan, tsirkoniy bilan birikmalar.

Yuqori chidamli qotishmalar:

Mis-marganets (manganin);

Mis-nikel (konstantans);

Temir, nikel va xrom (nikrom).

Davriy sistemaning birinchi guruhining elementlari bir valentlidir. Valentlik elektron o'z yadrosi bilan zaif bog'langan va har qanday tashqi ta'sir ostida yadro bilan bog'ni uzib, erkin bo'ladi. Shu sababli, kristall panjara tugunlarida musbat zaryadlangan atomlar (ionlar) mavjud bo'lib, ular orasida erkin elektronlar harakat qiladi.

Ionlar va elektronlar tasodifiy harakatda. Ushbu harakatning energiyasi oqimning ichki energiyasini ifodalaydi.

Panjara hosil qiluvchi ionlarning harakati faqat ularning muvozanat pozitsiyalari atrofidagi tebranishlardan iborat. Erkin elektronlar metallning butun hajmi bo'ylab harakatlanishi mumkin. Metall ichida elektr maydoni bo'lmaganda, elektronlar harakati xaotik bo'lib, har lahzada turli elektronlarning tezligi har xil va barcha mumkin bo'lgan yo'nalishlarga ega. Elektronlar gazga o'xshaydi, shuning uchun ular ko'pincha elektron gaz deb ataladi.

Issiqlik harakati hech qanday oqimga olib kelmaydi, chunki to'liq tasodifiylik tufayli ko'plab elektronlar har bir yo'nalishda qarama-qarshi yo'nalishda harakat qiladi va shu bilan bog'liq holda, ichidagi har qanday maydon orqali o'tkaziladigan umumiy zaryad nolga teng bo'ladi.

Agar o'tkazgichning uchlarida potentsial farq yaratilsa, ᴛ.ᴇ. ichida elektr maydonini yarating, keyin har bir elektronga kuch ta'sir qiladi, har bir elektron bir yo'nalishda yo'naltirilgan qo'shimcha tezliklarni oladi. Harakat yo'naltirilgan bo'ladi, ᴛ.ᴇ. elektr bo'ladi.

Xulosa:

Xaotik harakat tashqi omillar (issiqlik) ta'siridan kelib chiqadi. Potensial farq tufayli yo'nalishli harakat odatda deyiladi drift.

Turli metallarning o'tkazuvchanligi har xil, chunki u quyidagilarga bog'liq:

Hajm birligi uchun har xil miqdordagi erkin elektronlar;

Turli uzun erkin yo'llar bilan bog'liq bo'lgan elektronlar harakati uchun shartlar, ᴛ.ᴇ. ionlar bilan ikkita to'qnashuv o'rtasida o'rtacha elektron bosib o'tgan yo'l.

Amalda tushunchalar qo'llaniladi: o'tkazuvchanlik va qarshilik:

s- solishtirma o'tkazuvchanlik, MSu/m

r- qarshilik, Ohm * mm 2 / m

r= 1/s = 1/enm = 2mu t /e 2 n l cf,

qayerda e elektron zaryadidir = 1,6 * 10 -19 ;

n erkin elektronlar soni;

m- elektr maydoni ta'sirida elektronning harakatchanligi;

m elektron massasi hisoblanadi \u003d 9,1 * 10 -31 kg;

l cf - erkin yo'lni anglatadi;

u t - termal harakatning o'rtacha tezligi.

Qiymatlar u t,n, turli o'tkazgichlarda taxminan bir xil, masalan:

n mis \u003d 8,5 * 10 28 m -3, n alum \u003d 8,3 * 10 28 m -3, termal harakat tezligining qiymati taxminan u t = 10 5 m/s.

Har bir metall uchun T 0 ni 1 0 C ga o'zgartirganda ma'lum bir harorat qarshilik koeffitsienti mavjud bo'lib, 10 m boshlang'ich qarshilik (a):

a \u003d R 2 -R 1 / R 1 (T 2 -T 1) ,

qayerda R1- T 1 da qarshilik

R2- T 2 da qarshilik

bu yerdan R2 = R1

Bu nisbat 100-150 0 S harorat uchun amal qiladi.

Metalllarning elektron o'tkazuvchanligi - tushunchasi va turlari. "Metallarning elektron o'tkazuvchanligi" toifasining tasnifi va xususiyatlari 2017, 2018 yil.

Elektr o'tkazuvchanligi - bu tananing elektr maydoni ta'sirida elektr tokini o'tkazish qobiliyati. Ushbu hodisani tavsiflash uchun elektr o'tkazuvchanligining qiymati s. Nazariya ko'rsatganidek, s qiymatini erkin zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasi n, ularning zaryadi e, massasi m, erkin yo'l vaqti t e, erkin yo'l uzunligi l va o'rtacha siljish tezligi bilan ifodalash mumkin.< v >zaryad tashuvchilar. Metallar uchun erkin elektronlar erkin zaryad tashuvchi sifatida ishlaydi, shuning uchun:

s = ne 2 tye / m = (n e 2 / m) (le /< v >) = e n u

bu erda u tashuvchining harakatchanligi, ya'ni. birlik intensivlik sohasida tashuvchilar tomonidan olingan drift tezligiga son jihatdan teng bo'lgan jismoniy miqdor, ya'ni

u=< v >/ E = (e t e) / m

s ga qarab barcha moddalar bo'linadi; o'tkazgichlarda - s\u003e 10 6 (Ohm m) -1 bilan, dielektriklar - s\u003e 10 -8 (Ohm m) -1 va yarimo'tkazgichlarda - s oraliq qiymati bilan.

Tarmoq nazariyasi nuqtai nazaridan moddalarning o'tkazgichlarga, yarim o'tkazgichlarga va dielektriklarga bo'linishi kristalning valentlik zonasi 0 K da elektronlar bilan qanday to'ldirilganligi bilan aniqlanadi: qisman yoki to'liq.

Elektronlarga kuchsiz elektr maydon tomonidan berilgan energiya energiya zonasidagi darajalar orasidagi masofa bilan solishtirish mumkin. Agar bandda erkin darajalar mavjud bo'lsa, u holda tashqi elektr maydon tomonidan qo'zg'atilgan elektronlar ularni to'ldiradi. Elektronlar tizimining kvant holati o'zgaradi va kristalda elektronlarning maydonga nisbatan imtiyozli (yo'naltirilgan) harakati paydo bo'ladi, ya'ni. elektr toki. Bunday jismlar (10.1-rasm, a) o'tkazgichlardir.

Agar valentlik zonasi to'liq to'ldirilgan bo'lsa, elektronlar tizimi holatining o'zgarishi ular tarmoqli bo'shlig'idan o'tgandagina sodir bo'lishi mumkin. Tashqi elektr maydonining energiyasi bunday o'tishni amalga oshira olmaydi. To'liq to'ldirilgan zona ichidagi elektronlarning almashinuvi tizimning kvant holatini o'zgartirmaydi, chunki elektronlarning o'zlarini ajratib bo'lmaydi.

Bunday kristallarda (10.1-rasm, b) tashqi elektr maydoni elektr tokining paydo bo'lishiga olib kelmaydi va ular o'tkazgich bo'lmagan (dielektriklar) bo'ladi. Ushbu moddalar guruhidan tarmoqli bo'shlig'i DE ≤ 1 eV (1eV = 1,6 10 -19 J) bo'lganlar tanlangan.

Bunday jismlarda elektronlarning tarmoqli bo'shlig'i orqali o'tishi, masalan, termal qo'zg'alish orqali amalga oshirilishi mumkin. Bunda sathlarning bir qismi - valentlik zonasi chiqariladi va undan keyingi erkin bandning sathlari (o'tkazuvchanlik zonasi) qisman to'ldiriladi. Bu moddalar yarim o'tkazgichlardir.

(10.1) ifodaga ko'ra, harorat bilan jismlarning elektr o'tkazuvchanligining (elektr qarshiligi) o'zgarishi zaryad tashuvchilarning n konsentratsiyasining o'zgarishi yoki ularning harakatchanligi u o'zgarishi natijasida yuzaga kelishi mumkin.

Metalllar

Kvant-mexanik hisoblar shuni ko'rsatadiki, metallar uchun erkin zaryad tashuvchilarning (elektronlarning) konsentratsiyasi n ga teng:

n = (1/3p 2) (2mE F / ђ 2) 3/2

bu erda ђ \u003d h / 2p \u003d 1,05 10 -34 J s - normallashtirilgan Plank doimiysi, E F - Fermi energiyasi.

E F amalda T haroratiga bog'liq emasligi sababli, zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasi ham haroratga bog'liq emas. Binobarin, metallar elektr o'tkazuvchanligining haroratga bog'liqligi (10.1) formuladan kelib chiqqan holda elektron harakatchanligi u bilan to'liq aniqlanadi. Keyin yuqori haroratda

u ~ l e / ~T-1

va past haroratlarda

u ~ l e / ~const(T).

Zaryad tashuvchilarning harakatchanlik darajasi tarqalish jarayonlari bilan aniqlanadi, ya'ni. elektronlarning panjaraning davriy maydoni bilan o'zaro ta'siri. Ideal panjara maydoni qat'iy davriy bo'lgani uchun va elektronlarning holati statsionar bo'lgani uchun, sochilish (metallning elektr qarshiligining ko'rinishi) faqat nuqsonlar (nopoklik atomlari, strukturaning buzilishi va boshqalar) va termal tebranishlar tufayli yuzaga kelishi mumkin. panjaradan (fononlar).

0 K ga yaqin, bu erda panjaraning termal tebranishlari intensivligi va fononlarning kontsentratsiyasi nolga yaqin bo'lib, aralashmalar bilan tarqalish (elektron-ifloslik tarqalishi) ustunlik qiladi. Bu holda o'tkazuvchanlik (10.4) formuladan ko'ra amalda o'zgarmaydi va qarshilik

doimiy qiymatga ega, bu o'ziga xos qoldiq qarshilik r dam olish yoki o'ziga xos nopoklik qarshiligi r taxminan deb ataladi, ya'ni.

r dam (yoki r asosiy) = const (T)

Yuqori haroratlar hududida metallarda elektron-fononlarning tarqalish mexanizmi ustunlik qiladi. Bunday tarqalish mexanizmi bilan elektr o'tkazuvchanligi (10.3) formuladan ko'rinib turganidek, haroratga teskari proportsionaldir va qarshilik haroratga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir:

Qarshilik r ning haroratga bog'liqligi grafigi shaklda ko'rsatilgan. 10.2

0 K dan boshqa haroratlarda va etarlicha katta miqdordagi aralashmalarda ham elektron-fonon, ham elektron-ifloslanish tarqalishi mumkin; umumiy qarshilik ko'rinishga ega

r = r prim + r f

(10.6) ifoda - qarshilikning additivligi haqidagi Matissen qoidasi. Shuni ta'kidlash kerakki, elektron-fonon va elektron-ifoqlarning tarqalishi xaotikdir.

Yarimo'tkazgichlar

Yarimo'tkazgichlarda tashuvchilarning harakatchanligini kvant-mexanik hisob-kitoblar shuni ko'rsatdiki, birinchidan, harorat oshishi bilan tashuvchilarning harakatchanligi u kamayadi va harakatchanlikni aniqlashda eng past harakatchanlikni keltirib chiqaradigan sochilish mexanizmi hal qiluvchi ahamiyatga ega. Ikkinchidan, zaryad tashuvchining harakatchanligining doping darajasiga (nopoklik kontsentratsiyasi) bog'liqligi shuni ko'rsatadiki, past doping darajasida harakatchanlik panjara tebranishlari bilan tarqalish orqali aniqlanadi va shuning uchun nopoklik kontsentratsiyasiga bog'liq bo'lmasligi kerak.

Yuqori doping darajasida uni ionlashtirilgan dopantga sochish yo'li bilan aniqlash kerak va ifloslik kontsentratsiyasining oshishi bilan kamayishi kerak. Shunday qilib, zaryad tashuvchilarning harakatchanligining o'zgarishi yarimo'tkazgichning elektr qarshiligining o'zgarishiga sezilarli hissa qo'shmasligi kerak.

(10.1) ifodaga muvofiq, yarim o'tkazgichlarning elektr o'tkazuvchanligining o'zgarishiga asosiy hissa zaryad tashuvchilarning n kontsentratsiyasining o'zgarishi bilan amalga oshirilishi kerak.

Yarimo'tkazgichlarning asosiy xususiyati - o'tkazuvchanlikning faollashuv tabiati, ya'ni. tashuvchining kontsentratsiyasining tashqi ta'sirlarga, masalan, harorat, nurlanish va boshqalarga aniq bog'liqligi. Bu tor tarmoqli bo'shlig'iga bog'liq (DE< 1 эВ) у собственных полупроводников и наличием дополнительных уровней в запрещенной зоне у примесных полупроводников.

Kimyoviy toza yarimo'tkazgichlarning elektr o'tkazuvchanligi deyiladi o'z o'tkazuvchanligi. Yarimo'tkazgichlarning o'ziga xos o'tkazuvchanligi elektronlarning (n) valentlik zonasining yuqori sathlaridan o'tkazuvchanlik zonasiga o'tishi va valentlik zonasida teshiklarning (p) hosil bo'lishi natijasida yuzaga keladi:

s = s n + s r = e n n u n + e n r u r

Bu erda n n va n r elektronlar va teshiklarning kontsentratsiyasi,
u n va u r - mos ravishda ularning harakatchanligi,
e - tashuvchining to'lovi.

Harorat oshishi bilan o'tkazuvchanlik zonasidagi elektronlar va valentlik zonasidagi teshiklar kontsentratsiyasi eksponent ravishda oshadi:

n n = u yo‘q (-DE / 2kT) = n r = n r o eksp (-DE / 2kT)

bu yerda n no va n po elektronlar va teshiklarning T → ∞ da kontsentratsiyasi,
k \u003d 1,38 10 -23 J / K - Boltsman doimiysi.

10.3,a-rasmda o'z yarimo'tkazgichining ln s elektr o'tkazuvchanligi logarifmining o'zaro harorat 1 / T bo'yicha grafigi ko'rsatilgan: ln s \u003d ƒ (1 / T). Grafik to'g'ri chiziq bo'lib, uning qiyaligi ∆E diapazonini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin.

Doplangan yarim o'tkazgichlarning elektr o'tkazuvchanligi ulardagi nopoklik markazlarining mavjudligi bilan bog'liq. Bunday yarimo'tkazgichlarning haroratga bog'liqligi nafaqat ko'pchilik tashuvchilarning kontsentratsiyasi, balki nopoklik markazlari tomonidan ta'minlangan tashuvchilarning kontsentratsiyasi bilan ham aniqlanadi. Shaklda. 10.3b turli darajadagi doping (n1) bo'lgan yarimo'tkazgichlar uchun ln s \u003d ƒ (1 / T) ning grafiklarini ko'rsatadi.< n2 < n3, где n – концентрация примеси).

Past haroratlarda engil doplangan yarimo'tkazgichlar uchun nopoklik darajasini o'z ichiga olgan o'tishlar ustunlik qiladi. Haroratning oshishi bilan ifloslik tashuvchilarning kontsentratsiyasi ortadi, ya'ni nopoklik o'tkazuvchanligi ham ortadi. t.A ga yetganda (10.3-rasm, b; 1-egri chiziqqa qarang) - nopoklikni yo'qotish harorati T S1 - barcha ifloslik tashuvchilar o'tkazuvchanlik zonasiga o'tadi.

T S1 haroratidan yuqori va ichki o'tkazuvchanlikka o'tish haroratiga qadar T i1 (B nuqtasi, egri 1, 10.3-rasm, b ga qarang), elektr o'tkazuvchanligi pasayadi va yarimo'tkazgichning qarshiligi ortadi. T i1 haroratidan yuqori, ichki elektr o'tkazuvchanligi ustunlik qiladi, ya'ni. termal qo'zg'alish tufayli o'zlarining zaryad tashuvchilari o'tkazuvchanlik zonasiga o'tadi. Ichki o'tkazuvchanlik hududida s ortadi, r esa kamayadi.

Nopoklik kontsentratsiyasi n ~ 1026 m-3 bo'lgan kuchli doplangan yarimo'tkazgichlar uchun, ya'ni. metallardagi zaryad tashuvchilarning konsentratsiyasiga mos keladi (3-egri chiziq 10.3,b-rasmga qarang), s ning haroratga bog'liqligi faqat ichki o'tkazuvchanlik hududida kuzatiladi. Nopokliklar kontsentratsiyasining oshishi bilan AB (AB\u003e A "B"\u003e A "B") oralig'ining qiymati kamayadi (10.3-rasmga qarang, b).

Nopoklik o'tkazuvchanligi hududida ham, ichki o'tkazuvchanlik mintaqasida ham elektron-fononning tarqalishi mexanizmi ustunlik qiladi. Nopoklikning kamayishi mintaqasida (AB, A "B", A "B" oraliqlari) harorat T S yaqinida elektron-ifoqlarning tarqalishi ustunlik qiladi. Haroratning oshishi bilan (T i ga o'tish) elektron-fononlarning tarqalishi ustunlik qila boshlaydi. Shunday qilib, nopoklikni yo'qotish hududi deb ataladigan AB (A"B" yoki A"B" oralig'i, shuningdek, nopoklik o'tkazuvchanligi mexanizmidan ichki o'tkazuvchanlik mexanizmiga o'tish hududi hisoblanadi.