Акцептор електрона: відмінності між версіями

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
[неперевірена версія][неперевірена версія]
Рядок 9: Рядок 9:
== У фізиці твердого тіла ==
== У фізиці твердого тіла ==


Цей термін також використовується у [[фізика твердого тіла|фізиці твердого тіла]] ([[напівпровідник|напівпроводниковій]] техніці), звичайно як просто «'''акцептор'''», де акцептор — речовина, що має більше вакантних велентних зв'язків ніж іони кристалу. Ця речовина додається до напівпроводника у невеликій кількості та зв'язує один або більше електронів кристалу, створюючи [[дірка (квазічастинка)|дірки]]. Весь напівпроводник перетворюється таким чином на «[[напівпровідник p-типу]]».
Цей термін також використовується у [[фізика твердого тіла|фізиці твердого тіла]] ([[напівпровідник|напівпровідниковій]] техніці), звичайно як просто «'''акцептор'''», де акцептор — речовина, що має більше вакантних валентних зв'язків ніж іони кристалу. Ця речовина додається до напівпровідника у невеликій кількості та зв'язує один або більше електронів кристалу, створюючи [[дірка (квазічастинка)|дірки]]. Весь напівпровідник перетворюється таким чином на «[[напівпровідник p-типу]]».


Акцептори бувають [[однозарядні акцептори|однозарядними]] і [[багатозарядні акцептори|багатозарядними]]. Наприклад, в кристалах з елементів IV групи [[періодична система елементів|періодичної системи елементів]] [[кремній|кремнію]], [[германій|германію]], акцепторами є елементи III групи: [[алюміній]], [[індій]], [[галій]]. Оскільки елементи третьої групи мають [[валентність]] 3, то три електрони утворюють [[хімічний зв'язок]] з трьома сусідніми атомами кремнію в кристаличній гратці, а електрона для утворення четвертого зв'язку бракує. Проте при ненульовій температурі
Акцептори бувають [[однозарядні акцептори|однозарядними]] і [[багатозарядні акцептори|багатозарядними]]. Наприклад, в кристалах з елементів IV групи [[періодична система елементів|періодичної системи елементів]] [[кремній|кремнію]], [[германій|германію]], акцепторами є елементи III групи: [[алюміній]], [[індій]], [[галій]]. Оскільки елементи третьої групи мають [[валентність]] 3, то три електрони утворюють [[хімічний зв'язок]] з трьома сусідніми атомами кремнію в кристалічній ґратці, а електрона для утворення четвертого зв'язку бракує. Проте при ненульовій температурі
з певною ймовірністю утворюється четвертий зв'язок. Електрон, який його утворює, має енергію на
з певною ймовірністю утворюється четвертий зв'язок. Електрон, який його утворює, має енергію на
кілька міліелектрон-вольт вищу за енергію верху [[валентна зона|валентної зони]]. При цьому в
кілька міліелектрон-вольт вищу за енергію верху [[валентна зона|валентної зони]]. При цьому в
Рядок 17: Рядок 17:
давати вклад у електричний струм.
давати вклад у електричний струм.


Здебільшого акцепор утворює так званий [[воднеподібний домішковий центр]], енергію якого просто оцінити з розв'язку [[рівняння Шредінгера]] для [[атом]]а, беручи до уваги те, що дірка в кристалі — [[квазічастка]] й відрізняється масою від вільного електрона, а також те, що дірка рухається не у вакуумі, а в середовищі з певною [[діелектрична проникність|діелектричною проникністю]]. Такі акцептори
Здебільшого акцептор утворює так званий [[воднеподібний домішковий центр]], енергію якого просто оцінити з розв'язку [[рівняння Шредингера]] для [[атом]]а, беручи до уваги те, що дірка в кристалі — [[квазічастинка]] й відрізняється масою від вільного електрона, а також те, що дірка рухається не у вакуумі, а в середовищі з певною [[діелектрична проникність|діелектричною проникністю]]. Такі акцептори
називаються мілкими й утворюють воднеподібну серію рівнів із енергіями, які можна оцінити за формулою
називаються мілкими й утворюють воднеподібну серію рівнів із енергіями, які можна оцінити за формулою


Рядок 26: Рядок 26:
</center>
</center>


де <math> E_a </math> - енергія акцеторного рівня, <math> E_V </math> - енергія верха валентної зони,
де <math> E_a </math> - енергія акцепторного рівня, <math> E_V </math> - енергія верха валентної зони,
<math> m_h^* </math> - [[ефективна маса]] дірки, <math> m_0 </math> - маса вільного електрона,
<math> m_h^* </math> - [[ефективна маса]] дірки, <math> m_0 </math> - маса вільного електрона,
<math> \varepsilon </math> - діелектрична проникність напівпровідника, <math> R </math> - [[стала Рідберга]], <math> n </math> - квантове число, яке пробігає цілі значення від одиниці до нескінченості
<math> \varepsilon </math> - діелектрична проникність напівпровідника, <math> R </math> - [[стала Рідберга]], <math> n </math> - квантове число, яке пробігає цілі значення від одиниці до нескінченості
(проте, найважливіші малі значення <math> n </math>).
(проте, найважливіші малі значення <math> n </math>).


Здебільшого ефективні маси дірок малі в порівнянні із масою вільного електрона. Крім того напівпровідники мають досить великі значення діелектричної проникності (порядка 10), тож енергія акцептора приблизно в 100-1000 разів менша за енергію електрона у атомі водню. Саме завдяки цій обставині акцепторні рівні мілкі. Зважаючи на цей факт хвильові функції мілких акцепторних рівнів простягаються на багато періодів кристалічної ґратки, маючи радіус набагато більший за [[радіус Бора]].
Здебільшого ефективні маси дірок малі в порівнянні із масою вільного електрона. Крім того напівпровідники мають досить великі значення діелектричної проникності (порядку 10), тож енергія акцептора приблизно в 100-1000 разів менша за енергію електрона у атомі водню. Саме завдяки цій обставині акцепторні рівні мілкі. Зважаючи на цей факт хвильові функції мілких акцепторних рівнів простягаються на багато періодів кристалічної ґратки, маючи радіус набагато більший за [[радіус Бора]].


{| border="1" |
{| border="1" |

Версія за 10:28, 3 червня 2007

Акцептор електрона (акцептор електронів, електронний акцептор, акцептор) — хімічна сполука, група або атом, яка приймає електрон від іншої сполуки, групи, атому або кристалу.

У хімії

Цей термін використовується при переносі електрона (тобто, окислювально-відновлювальних реакціях). В процесі реакції акцептор електрона відновлюється, а інший реагент (донор електрона) окислюється.

Кінцевий акцептор електрона — сполука, яка отримує або приймає електрон на кінцевій стадії клітинного дихання або фотосинтезу. Всі організми отримують енергію, переміщаючи електрони від донора електрона до акцептора електрона. Процес починається з передачі електрона від електронного донора. Протягом цього процесу (електронний транспортний ланцюжок) акцептор електрону відновлюється, а донор електрону окислюється. Приклади акцепторів електрону включають кисень, нітрат, залізо (III), марганець (IV), сульфат, вуглекислоту, або в деяких мікроорганізмах хлорировані розчинники, наприклад тетрахлороетилен (PCE), тріхлоретилен (TCE), дфхлоретилен (DCE), і вініл-хлорид (VC). Ці реакції представляють інтерес не тільки тому що вони дозволяють організмам отримувати енергію, але також і тому що вони приймають участь у природному біологічному роспаді органічних забруднювачів.

У фізиці твердого тіла

Цей термін також використовується у фізиці твердого тіла (напівпровідниковій техніці), звичайно як просто «акцептор», де акцептор — речовина, що має більше вакантних валентних зв'язків ніж іони кристалу. Ця речовина додається до напівпровідника у невеликій кількості та зв'язує один або більше електронів кристалу, створюючи дірки. Весь напівпровідник перетворюється таким чином на «напівпровідник p-типу».

Акцептори бувають однозарядними і багатозарядними. Наприклад, в кристалах з елементів IV групи періодичної системи елементів кремнію, германію, акцепторами є елементи III групи: алюміній, індій, галій. Оскільки елементи третьої групи мають валентність 3, то три електрони утворюють хімічний зв'язок з трьома сусідніми атомами кремнію в кристалічній ґратці, а електрона для утворення четвертого зв'язку бракує. Проте при ненульовій температурі з певною ймовірністю утворюється четвертий зв'язок. Електрон, який його утворює, має енергію на кілька міліелектрон-вольт вищу за енергію верху валентної зони. При цьому в валентній зоні утворюється так звана дірка, яка може вільно рухатися в кристалі, й таким чином давати вклад у електричний струм.

Здебільшого акцептор утворює так званий воднеподібний домішковий центр, енергію якого просто оцінити з розв'язку рівняння Шредингера для атома, беручи до уваги те, що дірка в кристалі — квазічастинка й відрізняється масою від вільного електрона, а також те, що дірка рухається не у вакуумі, а в середовищі з певною діелектричною проникністю. Такі акцептори називаються мілкими й утворюють воднеподібну серію рівнів із енергіями, які можна оцінити за формулою

де - енергія акцепторного рівня, - енергія верха валентної зони, - ефективна маса дірки, - маса вільного електрона, - діелектрична проникність напівпровідника, - стала Рідберга, - квантове число, яке пробігає цілі значення від одиниці до нескінченості (проте, найважливіші малі значення ).

Здебільшого ефективні маси дірок малі в порівнянні із масою вільного електрона. Крім того напівпровідники мають досить великі значення діелектричної проникності (порядку 10), тож енергія акцептора приблизно в 100-1000 разів менша за енергію електрона у атомі водню. Саме завдяки цій обставині акцепторні рівні мілкі. Зважаючи на цей факт хвильові функції мілких акцепторних рівнів простягаються на багато періодів кристалічної ґратки, маючи радіус набагато більший за радіус Бора.

Напівпровідник Акцептор (меВ)
GaAS C 26
Be 28
Mg 28
Si 35
Si B 45
Al 67
Ga 72
In 160
Ge B 10
Al 10
Ga 11
In 11

Дивись також

Донор електрона