SN · Solid-state, nuclear and particle models

A condutividade de um semicondutor depende dos estados disponíveis e dos portadores, não apenas do número de elétrons no material.

Pré-requisitos: 25, 45, 46.

• Usar descrições de banda e portadores
• Aplicar conceitos de decaimento radioativo e energia de ligação
• Verificar leis de conservação em reações de partículas

Bandas cheias não podem conduzir corrente ordinária sem estados acessíveis próximos. Metais possuem bandas parcialmente preenchidas ou sobrepostas; semicondutores têm uma pequena lacuna de banda. A dopagem com doadores e aceptores altera as populações de portadores.

A ocupação de Fermi–Dirac é 1/[exp((E−μ)/(kT))+1]. À temperatura zero, torna-se um degrau na energia de Fermi; o alargamento térmico não deixa todos os estados meio ocupados.

As populações radioativas obedecem N=N0e^(−λt), atividade λN e meia-vida ln2/λ. A energia de ligação provém de um déficit de massa multiplicado por c²; compare a energia de ligação por nucleon ao discutir estabilidade.

Processos nucleares e de partículas devem conservar carga, energia, momento e os números quânticos aplicáveis. O decaimento beta inclui um neutrino ou antineutrino; uma história de dois corpos apenas com elétrons não pode explicar seu espectro de energia contínuo.

A energia de ligação é a energia positiva necessária para separar um núcleo em núcleons livres. Para uma reação, use as massas de repouso totais iniciais e finais, com uma convenção de massa consistente.

Uma diminuição de massa de 0.0040 unidades de massa atômica resulta Q positivo significa liberação de energia. Carga, número nucleônico, energia e momento ainda devem se equilibrar; Q sozinho não estabelece uma taxa de reação.

Atividade e população sobrevivente decaem ambas, mas suas unidades diferem: a atividade é transições por segundo.

gap de banda: Intervalo de energia sem estados eletrônicos permitidos no modelo de bandas.

vida média: Tempo para que uma população radioativa reduza à metade.