Berita Industri

Prinsip Cip dan Mekanik Kuantum

2023-10-20

Ramai yang buta huruf percaya bahawa mekanik kuantum hanyalah permainan matematik tanpa nilai praktikal. Haha, jom cari moyang buat cip komputer, sila tengok demonstrasi:

Ramai yang buta huruf percaya bahawa mekanik kuantum hanyalah permainan matematik tanpa nilai praktikal. Haha, jom cari moyang buat cip komputer, sila tengok demonstrasi:

Konduktor, kita boleh faham, penebat, kita juga boleh faham. Buat pertama kali, kawan-kawan saya keliru dengan fizik, dan saya takut ia semikonduktor. Oleh itu, saya akan membayar balik hutang ini bagi pihak semua guru fizik.

Apabila atom membentuk pepejal, terdapat banyak elektron yang sama bercampur bersama, tetapi mekanik kuantum percaya bahawa dua elektron yang sama tidak boleh kekal dalam orbit yang sama. Oleh itu, untuk mengelakkan elektron ini bertarung dalam orbit yang sama, banyak orbital berpecah kepada beberapa orbital. Dengan begitu banyak orbital yang dihimpit bersama, ia secara tidak sengaja menjadi lebih dekat dan menjadi orbital besar yang luas. Jenis orbit lebar yang terbentuk dengan memerah bersama banyak orbital halus dipanggil jalur tenaga.

Beberapa orbital yang luas dipenuhi dengan elektron, menjadikannya tidak dapat bergerak. Beberapa orbital lebar sangat kosong, membenarkan elektron bergerak bebas. Elektron boleh bergerak dan kelihatan mengalirkan elektrik secara makroskopik. Sebaliknya, jika elektron tidak dapat bergerak, ia tidak dapat menghantarkan arus elektrik.

Baiklah, mari kita ringkaskan perkara ini dan tidak menyebut konsep "jalur harga, jalur penuh, jalur terlarang dan jalur panduan". Bersedia untuk fokus pada bulatan!

Sesetengah orbital penuh terlalu hampir dengan orbital kosong, dan elektron boleh dengan mudah bergerak dari orbit penuh ke orbit kosong, membolehkan mereka bergerak dengan bebas. Ini adalah konduktor. Prinsip kekonduksian logam monovalen adalah sedikit berbeza.

Tetapi selalunya terdapat jurang antara dua orbital yang luas, dan elektron tidak boleh menyeberanginya sahaja, jadi mereka tidak mengalirkan elektrik. Tetapi jika lebar jurang adalah dalam 5 ev, menambahkan tenaga tambahan kepada elektron juga boleh melintasi orbit kosong dan bergerak bebas merentasinya, yang bersifat konduktif. Pepejal jenis ini dengan lebar jurang tidak melebihi 5 ev kadangkala konduktif dan kadangkala tidak, jadi ia dipanggil semikonduktor.

Jika jurang melebihi 5 ev, maka ia pada asasnya perlu dihentikan. Dalam keadaan biasa, elektron tidak boleh bersilang, yang merupakan penebat. Sudah tentu, jika tenaga cukup besar, apatah lagi jurang 5 ev, 50 ev pun masih boleh berjalan, seperti elektrik voltan tinggi yang menembusi udara.

Pada ketika ini, teori jalur yang dibangunkan oleh mekanik kuantum telah hampir terbentuk. Teori jalur secara sistematik menerangkan perbezaan penting antara konduktor, penebat, dan semikonduktor, yang bergantung pada jurang antara orbital penuh dan kosong, dan secara akademik, pada lebar celah jalur antara jalur valens dan konduksi.

Apabila atom membentuk pepejal, terdapat banyak elektron yang sama bercampur bersama, tetapi mekanik kuantum percaya bahawa dua elektron yang sama tidak boleh kekal dalam orbit yang sama. Oleh itu, untuk mengelakkan elektron ini bertarung dalam orbit yang sama, banyak orbital berpecah kepada beberapa orbital. Dengan begitu banyak orbital yang dihimpit bersama, ia secara tidak sengaja menjadi lebih dekat dan menjadi orbital besar yang luas. Jenis orbit lebar yang terbentuk dengan memerah bersama banyak orbital halus dipanggil jalur tenaga.

Beberapa orbital yang luas dipenuhi dengan elektron, menjadikannya tidak dapat bergerak. Beberapa orbital lebar sangat kosong, membenarkan elektron bergerak bebas. Elektron boleh bergerak dan kelihatan mengalirkan elektrik secara makroskopik. Sebaliknya, jika elektron tidak dapat bergerak, ia tidak dapat menghantarkan arus elektrik.

Baiklah, mari kita ringkaskan perkara ini dan tidak menyebut konsep "jalur harga, jalur penuh, jalur terlarang dan jalur panduan". Bersedia untuk fokus pada bulatan!

Sesetengah orbital penuh terlalu hampir dengan orbital kosong, dan elektron boleh dengan mudah bergerak dari orbit penuh ke orbit kosong, membolehkan mereka bergerak dengan bebas. Ini adalah konduktor. Prinsip kekonduksian logam monovalen adalah sedikit berbeza.

Tetapi selalunya terdapat jurang antara dua orbital yang luas, dan elektron tidak boleh menyeberanginya sahaja, jadi mereka tidak mengalirkan elektrik. Tetapi jika lebar jurang adalah dalam 5 ev, menambahkan tenaga tambahan kepada elektron juga boleh melintasi orbit kosong dan bergerak bebas merentasinya, yang bersifat konduktif. Pepejal jenis ini dengan lebar jurang tidak melebihi 5 ev kadangkala konduktif dan kadangkala tidak, jadi ia dipanggil semikonduktor.

Jika jurang melebihi 5 ev, maka ia pada asasnya perlu dihentikan. Dalam keadaan biasa, elektron tidak boleh bersilang, yang merupakan penebat. Sudah tentu, jika tenaga cukup besar, apatah lagi jurang 5 ev, 50 ev pun masih boleh berjalan, seperti elektrik voltan tinggi yang menembusi udara.

Pada ketika ini, teori jalur yang dibangunkan oleh mekanik kuantum telah hampir terbentuk. Teori jalur secara sistematik menerangkan perbezaan penting antara konduktor, penebat, dan semikonduktor, yang bergantung pada jurang antara orbital penuh dan kosong, dan secara akademik, pada lebar celah jalur antara jalur valens dan konduksi.


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