Elektrische Leitfhigkeit Medaten Material Kupfer Silber Eisen Mangan

Elektrische Leitfähigkeit Meßdaten Material Kupfer, Silber Eisen Mangan Germanium Silizium Ga. As Glas Porzellan Kochsalz (Na. Cl) Quarz s [1/(Wm)] 5× 107 1× 107 2× 105 1× 100 1× 10 -3 1× 10 -6 1× 10 -9 1× 10 -13 1× 10 -15 2× 10 -18 1025 1

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

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

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

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

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

QM Theorie der elektrischen Leitfähigkeit 7

QM Theorie der elektrischen Leitfähigkeit Zweidimensionale Fermi-Fläche Dreidimensionale Fermi-Fläche 8

Zustandsdichte und Anzahldichte E EF F(E) EI … Isolator, EM … Alkali-Metall, EB … Metalle mit zwei e 9