SN · Solid-state, nuclear and particle models

半導体の伝導度は、単に材料内の電子数だけでなく、利用可能な状態とキャリアにも依存する。

前提条件：25、45、46。

• バンドおよびキャリア記述の活用
• 放射性減衰および結合エネルギーの概念を適用する
• 粒子反応における保存則を確認する

充填されたバンドは、近傍に利用可能な状態がない限り通常の電流を運べない。金属は部分充填または重なり合うバンドを持ち、半導体は小さなバンドギャップを持つ。ドナーとアクセプターのドーピングはキャリア濃度を変化させる。

フェルミ・ディラック占有確率は 1/[exp((E−μ)/(kT))+1] で与えられる。零温ではフェルミエネルギーで段関数となり、熱拡散によってすべての状態が半分占有されるわけではない。

放射性核種数は N=N0e^(−λt) に従い、放射能は λN、半減期は ln2/λ である。結合エネルギーは質量欠損に c² を掛けたものから得られ、安定性を議論する際は核子あたりの結合エネルギーを比較する。

核反応および粒子反応では、電荷、エネルギー、運動量、および適用すべき量子数が保存されなければならない。ベータ崩壊にはニュートリノまたは反ニュートリノが含まれ、電子のみによる二体崩壊では連続的なエネルギースペクトルを説明できない。

結合エネルギーとは、原子核を自由な核子に分離するために必要な正のエネルギーのことである。 反応においては、総初末静止質量を用い、一貫した質量の定義に従うこと。

0.0040 amu の質量減少により 正のQ値はエネルギー放出を意味する。電荷、核子数、エネルギー、運動量は 依然として釣り合わねばならず、Q値だけでは反応速度は決定されない。

活度と生存核種数はどちらも減少するが、単位は異なる：活度は秒あたりの遷移数を示す。

バンドギャップ: バンド模型において、許容される bulk 電子状態が存在しないエネルギー間隔。

半減期: 放射性核種の数が半分になるまでの時間。