elektronų energijos juostų sandaros pavyzdžiai: a – metalas su pusiau užpildyta laidumo juosta, b – metalas su užpildyta juosta, iš dalies užklojančia aukščiau esančią neužpildytą juostą, c – puslaidininkis, kurio užpildytą valentinę juostą nuo artimiausios tuščios juostos skiria draudžiamosios energijos tarpas Eg, d – dielektrikas su plačiu draudžiamosios energijos tarpu; EF – Fermi energija, žyminti ribą tarp užpildytų ir neužpildytų būsenų metale

júostų teòrija, kietojo kūno kvantinė teorija, nagrinėjanti elektronų būsenas ir judėjimą kristaliniame periodiniame, t. p. įvairių išorinių jėgų ir defektų sukurtame lauke. Paaiškina daugelį metalų, puslaidininkių ir dielektrikų savybių. Susidarant kristalui suartėjusių atomų elektronai pradeda sąveikauti vieni su kitais, ir jų energijos lygmenys virsta daugelio artimų lygmenų juostomis. Šių juostų plotis priklauso nuo elektronų sąveikos stiprumo. Gretimų atomų vidinių sluoksnių elektronai dažniausiai tarpusavyje sąveikauja silpniau negu su atomo branduoliu ir lieka lokalizuoti, bet išorinių sluoksnių elektronų energijos lygmenų juostos gali išplatėti tiek, kad iš dalies užkloja gretimas juostas. Elektronų pasiskirstymą juostose riboja Pauli (draudimo) principas. Pagal atomų elektronų skaičių ir kristalo atomų ryšio tipą gali susidaryti užpildytos, iš dalies užpildytos ir tuščios energijos juostos. Energijos juostos gali daugiau susiskaidyti dėl elektronų atspindžio nuo tarpatominių plokštumų (pagal Braggo sąlygą). Metalai turi iš dalies užpildytas energijos juostas ar iš dalies viena kitą užklojančias užpildytas ir tuščias juostas, puslaidininkių (dielektrikų) užpildytas ir tuščias juostas skiria draudžiamosios energijos tarpas – draudžiamoji juosta.

Jei kristale yra defektų, tai draudžiamojoje juostoje kristalo gardelės sutrikdymo srityje atsiranda vietinių energijos lygmenų, o leidžiamosiose juostose – rezonansinių būsenų lygmenų. Stiprūs ar didelio dažnio elektromagnetiniai laukai gali sukelti elektronų šuolius tarp juostų – Zenerio reiškinį, magnetinį pramušimą, fotolaidumą.

Juostų teorijos pradmenis 1928 sukūrė F. Blochas ir 1930 L. Brillouinas.

909

Papildoma informacija
Turinys
Bendra informacija
Straipsnio informacija
Autorius (-iai)
Redaktorius (-iai)
Publikuota
Redaguota
Siūlykite savo nuotrauką