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1 Elektrische Leitfähigkeit Meßdaten Material [1/( m)] Kupfer, Silber 5×10 7 Eisen 1×10 7 Mangan 2×10 5 Germanium 1×10 0 Silizium 1×10 -3 GaAs 1×10 -6.

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Präsentation zum Thema: "1 Elektrische Leitfähigkeit Meßdaten Material [1/( m)] Kupfer, Silber 5×10 7 Eisen 1×10 7 Mangan 2×10 5 Germanium 1×10 0 Silizium 1×10 -3 GaAs 1×10 -6."—  Präsentation transkript:

1 1 Elektrische Leitfähigkeit Meßdaten Material [1/( m)] Kupfer, Silber 5×10 7 Eisen 1×10 7 Mangan 2×10 5 Germanium 1×10 0 Silizium 1×10 -3 GaAs 1×10 -6 Glas 1×10 -9 Porzellan 1× Kochsalz (NaCl) 1× Quarz 2×

2 2 Grundformeln … Ohm … Stromdichte, elektrisches Feld … Widerstand, spezifischer Widerstand

3 3 Elektrische Leitfähigkeit Drude Theorie Elektronengas im Material Anzahl der Atome/Elektronen in den Alkali- Metallen pro m 3 N A … Avogadro-Konstante … Dichte M … Masse Freie Elektronen … Wechselwirkung mit dem Kristallgitter … v … Driftgeschwindigkeit m … Masse des Elektrons E … elektrisches Feld … Dämpfung

4 4 Elektrische Leitfähigkeit Klassische Elektronentheorie t v vFvF … Bewegungsgleichung … Limit-Fall … Lösung der Bewegungsgleichung … Zeit zwischen zwei Zusammenstößen … Fermi-Geschwindigkeit

5 5 Elektrische Leitfähigkeit QM-Betrachtung Die Fermi-Fläche (a) ohne und (b) mit elektrischem Feld

6 6 Elektrische Leitfähigkeit Klassische Theorie Alle Elektronen sind in Bewegung (tragen zur elektrischen Leitfähigkeit bei) QM Theorie Nur spezielle Elektronen tragen zur elektrischen Leitfähigkeit bei Die Geschwindigkeit dieser Elektronen ist v F Änderung der Anzahldichte im elektrischen Feld

7 7 QM Theorie der elektrischen Leitfähigkeit

8 8 Zweidimensionale Fermi-Fläche Dreidimensionale Fermi-Fläche

9 9 Zustandsdichte und Anzahldichte E F(E) EFEF E I … Isolator, E M … Alkali-Metall, E B … Metalle mit zwei e


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