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導体・絶縁体・半導体
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私たちは日常的に金属はよく電気を通すし、ガラスなどは電気...
これらは抵抗率の違いで、金属など電気を通しやすいものは導...
例えば、アルミニウム、金、銀、銅などの金属は $10^{-6}\uni...
ものの本には金属と半導体の境目は $10^{-3}\unit{\Omega cm}...
エネルギー帯
-------------------------------
抵抗率のことを考えるためには、やはり電荷を運ぶ担い手であ...
そのために、まず原子核の周りに存在する電子のことから考え...
原子1個の場合
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
量子力学によると、原子の周りにはいくつかの軌道があり、そ...
.. image:: shino-differenceOfResistance-fig7.png
原子1個の場合について、電子のエネルギーに着目し、概念的に...
.. image:: shino-differenceOfResistance-fig1.png
これは、縦軸がエネルギーのグラフだと思って下さい。横軸に...
この図で示してあるように、電子が取ることのできるエネルギ...
.. [*] 「円形」と書きましたが、実際には3次元で、「球形」...
.. [*] 異なった軌道でも、エネルギーが一致することがありま...
原子が多数の場合
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
では、原子が1個ではなく、多数(N個とします)の原子が集まっ...
実は、原子1個の場合と違う構造になります。
2個の原子を近づけていくと、それら原子間の相互作用により、...
.. image:: shino-differenceOfResistance-fig2.png
ここで、Nはとても大きな数です。例えば、角砂糖程度の大きさ...
.. [*] 1本の軌道はN本の軌道に分かれます。つまり、3本の軌...
抵抗率の違い
-------------------------------
エネルギー帯が理解できたところで、次はいよいよ物質中での...
一般に自然界では、エネルギーが低い状態で安定となります。...
.. image:: shino-differenceOfResistance-fig3.png
この図で、エネルギー帯は3つしか書いていませんが、実際には...
(1)の図では、電子はあるエネルギー帯の半分くらいまで詰...
実は、(1)が導体の場合のエネルギー帯を示していて、(2...
導体
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
上に示した図の(1)において、電気伝導に関与する電子は、...
そこで、真ん中のエネルギー帯に注目しましょう。
.. image:: shino-differenceOfResistance-fig4.png
この図は、真ん中のエネルギー帯のみを拡大しました。縦軸を...
この図で、今左向きに電界がかかっているとします。このエネ...
絶縁体・半導体
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
勘のいい人なら、もうお分かりでしょう。
(2)の図の場合、電子がいっぱい詰まっているエネルギー帯...
.. image:: shino-differenceOfResistance-fig5.png
導体の場合と同じように、今度は電子が詰まっている一番上の...
電子が動くためには、電子が詰まっているエネルギー帯では身...
絶縁体と半導体の違い
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
ここまで読んだ方の中には、「あれ?じゃぁ、絶縁体と半導体...
実は、絶縁体と半導体の明確な違いはありません。(2)の図...
また、禁制帯幅は半導体材料を特徴付ける最も重要なパラメー...
おまけ
-------------------------------
ここまで論じてきた「エネルギー帯構造」の話は、一般に「バ...
金属光沢
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
量子力学によれば、光は波であると同時に、 $h\nu $ のエネル...
また、当たった光のエネルギーがとても大きかった場合、光か...
.. _光電効果: http://www12.plala.or.jp/ksp/quantum/photoe...
.. image:: shino-differenceOfResistance-fig6.png
また、半導体や絶縁体では、禁制帯幅が光のエネルギーよりも...
金属光沢と電気伝導
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
導体のエネルギー帯構造をもつ物質が金属光沢を持つというこ...
2000年に白川英樹博士は「導電性ポリマー」の研究でノーベル...
以前からポリアセチレンが導電性を持ち得ることは知られてい...
@@author:篠原@@
@@accept:2005-09-22@@
@@category:固体物理学@@
@@id:differenceOfResistance@@
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導体・絶縁体・半導体
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私たちは日常的に金属はよく電気を通すし、ガラスなどは電気...
これらは抵抗率の違いで、金属など電気を通しやすいものは導...
例えば、アルミニウム、金、銀、銅などの金属は $10^{-6}\uni...
ものの本には金属と半導体の境目は $10^{-3}\unit{\Omega cm}...
エネルギー帯
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抵抗率のことを考えるためには、やはり電荷を運ぶ担い手であ...
そのために、まず原子核の周りに存在する電子のことから考え...
原子1個の場合
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量子力学によると、原子の周りにはいくつかの軌道があり、そ...
.. image:: shino-differenceOfResistance-fig7.png
原子1個の場合について、電子のエネルギーに着目し、概念的に...
.. image:: shino-differenceOfResistance-fig1.png
これは、縦軸がエネルギーのグラフだと思って下さい。横軸に...
この図で示してあるように、電子が取ることのできるエネルギ...
.. [*] 「円形」と書きましたが、実際には3次元で、「球形」...
.. [*] 異なった軌道でも、エネルギーが一致することがありま...
原子が多数の場合
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では、原子が1個ではなく、多数(N個とします)の原子が集まっ...
実は、原子1個の場合と違う構造になります。
2個の原子を近づけていくと、それら原子間の相互作用により、...
.. image:: shino-differenceOfResistance-fig2.png
ここで、Nはとても大きな数です。例えば、角砂糖程度の大きさ...
.. [*] 1本の軌道はN本の軌道に分かれます。つまり、3本の軌...
抵抗率の違い
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エネルギー帯が理解できたところで、次はいよいよ物質中での...
一般に自然界では、エネルギーが低い状態で安定となります。...
.. image:: shino-differenceOfResistance-fig3.png
この図で、エネルギー帯は3つしか書いていませんが、実際には...
(1)の図では、電子はあるエネルギー帯の半分くらいまで詰...
実は、(1)が導体の場合のエネルギー帯を示していて、(2...
導体
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上に示した図の(1)において、電気伝導に関与する電子は、...
そこで、真ん中のエネルギー帯に注目しましょう。
.. image:: shino-differenceOfResistance-fig4.png
この図は、真ん中のエネルギー帯のみを拡大しました。縦軸を...
この図で、今左向きに電界がかかっているとします。このエネ...
絶縁体・半導体
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勘のいい人なら、もうお分かりでしょう。
(2)の図の場合、電子がいっぱい詰まっているエネルギー帯...
.. image:: shino-differenceOfResistance-fig5.png
導体の場合と同じように、今度は電子が詰まっている一番上の...
電子が動くためには、電子が詰まっているエネルギー帯では身...
絶縁体と半導体の違い
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ここまで読んだ方の中には、「あれ?じゃぁ、絶縁体と半導体...
実は、絶縁体と半導体の明確な違いはありません。(2)の図...
また、禁制帯幅は半導体材料を特徴付ける最も重要なパラメー...
おまけ
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ここまで論じてきた「エネルギー帯構造」の話は、一般に「バ...
金属光沢
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量子力学によれば、光は波であると同時に、 $h\nu $ のエネル...
また、当たった光のエネルギーがとても大きかった場合、光か...
.. _光電効果: http://www12.plala.or.jp/ksp/quantum/photoe...
.. image:: shino-differenceOfResistance-fig6.png
また、半導体や絶縁体では、禁制帯幅が光のエネルギーよりも...
金属光沢と電気伝導
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導体のエネルギー帯構造をもつ物質が金属光沢を持つというこ...
2000年に白川英樹博士は「導電性ポリマー」の研究でノーベル...
以前からポリアセチレンが導電性を持ち得ることは知られてい...
@@author:篠原@@
@@accept:2005-09-22@@
@@category:固体物理学@@
@@id:differenceOfResistance@@
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