л
3
X
о
с
8
52
АПОРНЫЙ СЛОЙ (обедн╦нный слой) ≈ слой полупроводника с пониженной концентрацией осн. носителей заряда. Образуется около контакта с металлом, гетероперехода, моноперехода (р≈п-переход а), свободной поверхности. Из-за ухода осн. носителей в 3. с. возникает заряд, противоположный им по знаку. Он скомпенсирован зарядом в металле, др. полупроводнике, в области с др. типом проводимости, на свободной поверхности (см. Контактные явления в полупроводниках]. Приложение прямого смещения обогащает 3. с. носителями, уменьшает в н╦м поле и сужает слой; обратное смещение ещ╦ сильнее обедняет 3. с. носителями, увеличивает поле и расширяет его. 3. с. с полностью ионизированными примесными атомами наз. слоем Шоттки. 3. с.≈основной рабочий элемент полупроводникового диода, транзистора, еарикапа и др. полупроводниковых приборов.
ЗАПРЕЩЕННАЯ ЗОНА ≈ область значений энергии в спектре идеального кристалла, к-рую не могут иметь электроны, фонолы, а также нек-рые другие кваэи-частицы. Вместо 3. з. часто говорят о щели в энергетич. спектре (см., напр., Сверхпроводники), 3. з. отделяют одну разреш╦нную зону от другой (см. Зонная теория]. Наибольшее значение имеет 3. з. в электронном спектре кристалла, расположенная между зоной проводимости и валентной зоной, т. к. е╦ величина Sg определяет алектрич. и оптич. свойства кристалла (именно е╦ обычно указывают в справочниках). В зависимости от природы материала £g меняется в широких пределах ≈ от 7 аВ у кварца до 0 у т, н. бесщелевых поли проводников и отрицат. величины у полуметаллов (перекрытие валентной зоны и зоны проводимости). Вещества с 8s>3 эВ относят к диэлектрикам, вещества с ^£<3 эВ ≈ к полупроводникам.
Ширина 3. з. определяет концентрацию собств. носителей заряда и, следовательно, собств. ироводи-мость проводника, а также наименьшую частоту света» прик-ройначипается собств. поглощение в полупроводниках (крайсобсти. поглощения). Поэтому температурная зависимость электропроводности полупроводника и его спектр поглощения дают информацию о ширине 3. з. Значения £^, полученные этими методами (термическая и оптическая ширины 3. з.), иногда не совпадают. В ионных кристаллах изменение электронных состояний вызывает значит, смещения ионов реш╦тки, перестройка реш╦тки сопровождается возвратом части энергии, затраченной на электронный переход. Этот процесс возврата требует времени, значительно превосходящего длительность акта поглощения. Поэтому на переход электрона из валентной зоны в зону проводимости иод действием света будет затрачена энергия, соответствующая неизменной конфигурации реш╦тки, а затем избыток энергии «возвратится» в виде тепловых колебаний реш╦тки, В случае термич. ионизации атома реш╦тки эти процессы могут происходить одновременно или в обратном порядке, т. е. тепловое движение сначала созда╦т благоприятную конфигурацию атомов, а затем совершается электронный переход. В результате оптич. ширина 3. з. может быть больше термической.
При нарушении идеальной периодичности кристалла из-за наличия примесей и дефектов в 3. з. появляются разреш╦нные энергетич. состояния в виде локальных уровней.
В теории неупорядоченных систем используется обобщ╦нное определение 3. з, как области энергии, в к-рой Е.шотность состояний либо равна 0, либо отлична от О лишь в отд. точках, где она имеет особенности типа дельта-функции (этим точкам отвечают дискретные уровни, т. е. локализованные электронные состояния). Определяемую таким образом 3. з. называют также щелью подвижности (см. также Аморфные и стеклообразные полупроводники).
Лит.: С т и л ь б а н с Л., Физика полупроводников, М., 1967; К и т т е л ь Ч., Введение в физику твердого тела. пер. с англ., М., 1978; Электронная теория неупорядоченных полупроводников, М., 1981. Э. М. Эпштейн.
ЗАПРЕЩЕННЫЕ ЛИНИИ в спектроскопии ≈ спектральные линии, соответствующие квантовым переходам, запрещ╦нным отбора правилами. Обычно запрещ╦нными наз. линии, для к-рых ни выполняются правила отбора для дипольного излучения, напр. линии, соответствующие переходам, разреш╦нным для квадрупольного или магн. излучения. Такие 3. л. связаны с переходами между уровнями энергии одинаковой ч╦тности, запрещ╦нными для дипольного излучения. Вероятности запрещ╦нных иереходов (по сравнению с вероятностями разреш╦нных дипольных переходов) малы, но не равны нулю, и в благоприятных условиях интенсивность 3. л. может быть значительной.
Интенсивные 3. л. наблюдаются в спектрах туманностей и солнечной короны, а также в спектрах полярных сияний. Эти линии долгое время не удавалось отнести ни к каким атомным спектрам, и их приписки вали гипотетич . элементам: линии в спектрах планетарных (газовых) туманностей ≈ «небулию», а линии в спектре солнечной короны ≈ «коронию». В 1920 ≈ 30-х гг. было показано, что все ранее неотождествлок-ные интенсивные линии туманностей и солнечной короны являются 3. л. Эти 3. л. наблюдаются благодаря разреженности газа в космич. условиях, т. к. за время жизни возбужд╦нного состояния (значительное вследствие малой вероятности запрещ╦нных переходов) возбужд╦нные атомы не успевают столкнуться с др. частицами и передать им энергию и» переходя на более низкие уровни, испускают фотоны. Интенсивные 3. л. в спектрах туманностей принадлежат ионизованным атомам кислорода (02+ и 0 + ) и азота (N + ), a 3. л. в спектрах солнечной короны ≈ очень сильно ионизованным атомам железа (Fe13 + , Fe12 + , Ге10* и Feft + ) и никеля (Ni14+, Ni12+ и Ni11+). Все эти линии соответствуют переходам между уровнями одинаковой ч╦тности, принадлежащим внеш. электронным оболочкам типа 2р2, 2р3 (для ионов кислорода и азота) и типа Зр, Зр2, З/)4 и Зр5 (для ионов железа и никеля), В частности, самая интенсивная зел╦ная линия «корония» соответствует квантовому переходу ЗраР% ≈ 3p2Pv, в 13-кратно ионизованном атоме железа (Fel3 + ),
Исследование иитенсивностей запрещ╦нной линии лежит в основе определения темп-р планетарных туманностей.
Лит,.- Ельяшевич М. А., Атомная и молекулярная спектроскопия, М,, 1962; В а и н ш т е И н Л. А., С о 0 р л ь-м а н И. И., Ю н о в Е. А., Возбуждение атомов и ушире-ние спектральных линий, М., 1979. М. А ,
ЗАРЙД ≈ физ. величина, являющаяся источником поля, посредством к-рого осуществляется взаимодействие частиц, обладающих этой характеристикой (элект-рич. 3., слабый 3., цветово и заряд], 3. наз. также пск-рые аддитивные физ. величины, сохраняющиеся (точно или приближ╦нно) в процессах превращения частиц, обусловленных определ╦нными типами взаимодействия (напр., барионное число, лептонное число, гиперзаряд, странность]. При операции зарядового сопряжения все 3. меняют свой знак (т. е. частица и античастица обладают равными по величине, но противоположными по знаку 3.). Законам сохранения 3. отвечает инвариантность теории относительно глобальных калибровочных преобразований {т.е. преобразований в пространстве внутренних симметрии}. Для того чтобы сохраняющаяся величина выступала в качестве источника иолят теория должна быть инвариантной относительно локальных калибровочных преобразований (см. /Га-либровочнал инвариантность]. Создаваемые в этом случае поля являются векторными полями, а отвечающие им частицы ≈ кванты полей ≈ обладают скином 1 и должны быть безмассовыми. Взаимодействие между 3., осуществляемое посредством таких полей, должно быть, вообще говоря, дальнодействующим {если нет спонтанного нарушения симметрии^ благодаря
