SN · Solid-state, nuclear and particle models

La conductivité d'un semi-conducteur dépend des états disponibles et des porteurs, et non simplement du nombre d'électrons dans le matériau.

Prérequis : 25, 45, 46.

• Utiliser les descriptions de bandes et de porteurs
• Appliquer les concepts de désintégration radioactive et d'énergie de liaison
• Vérifier les lois de conservation dans les réactions de particules

Les bandes remplies ne peuvent pas transporter de courant ordinaire sans états accessibles voisins. Les métaux ont des bandes partiellement remplies ou chevauchantes ; les semi-conducteurs possèdent une petite bande interdite. Le dopage donneur et accepteur modifie les populations de porteurs.

L'occupation Fermi-Dirac est 1/[exp((E−μ)/(kT))+1]. À zéro Kelvin, elle devient un échelon à l'énergie de Fermi ; l'élargissement thermique ne rend pas tous les états occupés à moitié.

Les populations radioactives suivent N=N0e^(−λt), avec une activité λN et une demi-vie ln2/λ. L'énergie de liaison provient d'une perte de masse multipliée par c² ; comparer l'énergie de liaison par nucléon pour analyser la stabilité.

Les processus nucléaires et de particules doivent conserver la charge, l'énergie, la quantité de mouvement et les nombres quantiques applicables. La désintégration bêta implique un neutrino ou un antineutrino ; un scénario à deux corps impliquant uniquement des électrons ne peut expliquer son spectre d'énergie continu.

L'énergie de liaison est l'énergie positive requise pour séparer un noyau en nucléons libres. Pour une réaction, utilisez les masses au repos initiales et finales totales, avec une convention de masse cohérente.

Une diminution de masse de 0.0040 unité de masse atomique donne Un Q positif signifie un dégagement d'énergie. La charge, le nombre de nucléons, l'énergie et la quantité de mouvement doivent toujours être conservées ; Q seul ne permet pas d'établir un taux de réaction.

L'activité et la population survivante diminuent toutes deux, mais leurs unités diffèrent : l'activité correspond à des transitions par seconde.

bande interdite : Intervalle d'énergie sans états électroniques permis dans le modèle des bandes.

demi-vie : Temps nécessaire pour qu'une population radioactive soit réduite de moitié.