作业帮为什么半导体材料电阻随温度上升电阻减小?为什么合金在温度变化的情况下几乎不受影响?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/29 12:50:25
为什么半导体材料电阻随温度上升电阻减小?为什么合金在温度变化的情况下几乎不受影响?
为什么半导体材料电阻随温度上升电阻减小?
为什么合金在温度变化的情况下几乎不受影响?
为什么半导体材料电阻随温度上升电阻减小?为什么合金在温度变化的情况下几乎不受影响?
导体或者半导体的电子都有各自的能带(也就是能量的级别),而电子总喜欢填充在能量较低的能带,填满了之后再去填能量较高的能带.一般在固体里面,能带分为导带和价带.电子在导带里面可以自由移动,这样可以用来导电;但是如果电子在价带里面就被束缚住了,不能导电.一般价带的能量比导带的能量要低,价带和导带之间存在能量差,电子是不能处在那个间隙之间的,所以电子要先填充价带,再填充导带.如果电子数目不够,填不满价带,那么导带里面就没有电子,这种材料就很难导电;如果电子很多,可以填充到导带里面,那么这种材料就可以导电,也就是金属.那么温度对导电性有什么影响呢?在量子力学里面,存在着量子隧穿效应,也就是说处在能量低的价带的电子,可能受到激发跃迁到能量更高的导带里面,进而使材料有一定的导电性.温度的上升,会使得电子的动能增大,也就导致这种跃迁的概率变得越来越高,从而使材料的导电性越来越强.这类材料就是典型的半导体材料.但是如果这个材料的导带和价带之间能量差太大,跃迁很难发生,即便温度升高也不足以使之具备明显的导电性,所以这种材料成为绝缘体.严格的说,绝缘体和导体没有明确的区别.那么金属为什么不怎么受影响呢?因为金属已经有处在导带里面的自由电子,所以本身导电性就已经很大了.温度上升也会增加价带向导带跃迁的几率,但是要考虑到,温度的上升也会使电子做无规则运动加剧,这反而会影响电子在金属内的定向移动,增大电阻.所以这两种因素的影响下,金属的电阻变化并不是很明显.仅凭本科上的固体物理课所学到的知识做的解答,可能有不准确的地方