Акцептор електрона: відмінності між версіями

нема опису редагування
[перевірена версія][перевірена версія]
(перевірка)
Немає опису редагування
'''Кінцевий акцептор електрона''' — сполука, яка отримує або приймає електрон на кінцевій стадії [[клітинне дихання|клітинного дихання]] або [[фотосинтез]]у. Всі організми отримують енергію, переміщаючи електрони від [[донор електрона|донора електрона]] до акцептора електрона. Процес починається з передачі електрона від електронного донора. Протягом цього процесу ([[електронний транспортний ланцюжок]]) акцептор електрону відновлюється, а донор електрону окислюється. Приклади акцепторів електрону включають [[кисень]], [[нітрат]], [[залізо]] (III), [[Манган (елемент)|марганець]] (IV), [[сульфат]], [[вуглекислота|вуглекислоту]], або в деяких [[мікроорганізми|мікроорганізмах]] хлоровані розчинники, наприклад [[тетрахлороетилен]] (PCE), [[трихлоретилен]] (TCE), [[дихлоретилен]] (DCE), і [[вініл-хлорид]] (VC). Ці реакції представляють інтерес не тільки тому що вони дозволяють організмам отримувати енергію, але також і тому що вони беруть участь у природному [[біологічний розпад|біологічному роспаді]] органічних забруднювачів.
 
== У фізиці твердого тіла ==
[[Зображення:P-doped Si.svg|thumb|Схематичне зображення кремнію із донорною домішкою бору]]
 
Цей термін також використовується у [[фізика твердого тіла|фізиці твердого тіла]] ([[напівпровідник]]овій техніці), звичайно як просто «'''акцептор'''», де акцептор — речовина, що має більше вакантних валентних зв'язків ніж іони кристалу. Ця речовина додається до напівпровідника у невеликій кількості та зв'язує один або більше електронів кристалу, створюючи [[дірка (квазічастинка)|дірки]]. Весь напівпровідник перетворюється таким чином на «[[напівпровідник p-типу]]».
 
Акцептори бувають [[однозарядні акцептори|однозарядними]] і [[багатозарядні акцептори|багатозарядними]]. Наприклад, в кристалах з елементів IV групи [[періодична система елементів|періодичної системи елементів]] [[кремній|кремнію]], [[германій|германію]], акцепторами є елементи III групи: [[алюміній]], [[індій]], [[галій]]. Оскільки елементи третьої групи мають [[валентність]] 3, то три електрони утворюють [[хімічний зв'язок]] з трьома сусідніми атомами кремнію в кристалічній ґратці, а електрона для утворення четвертого зв'язку бракує. Проте при ненульовій температурі
з певною ймовірністю утворюється четвертий зв'язок. Електрон, який його утворює, має енергію на
кілька міліелектрон-вольт вищу за енергію верху [[валентна зона|валентної зони]]. При цьому в
валентній зоні утворюється так звана [[дірка (квазічастинка)|дірка]], яка може вільно рухатися в кристалі, й таким чином
давати вклад у електричний струм.
 
Здебільшого акцептор утворює так званий [[воднеподібний домішковий центр]], енергію якого просто оцінити з розв'язку [[Рівняння Шредінгера]] для [[атом]]а, беручи до уваги те, що дірка в кристалі — [[квазічастинка]] й відрізняється масою від вільного електрона, а також те, що дірка рухається не у вакуумі, а в середовищі з певною [[діелектрична проникність|діелектричною проникністю]]. Такі акцептори
називаються мілкими й утворюють воднеподібну серію рівнів із енергіями, які можна оцінити за формулою
 
<center>
<math>
E_a = E_V + R \frac{m_h^*}{m_0 \varepsilon^2} \frac{1}{n^2}
</math>
</center>
 
де <math> E_a </math> — енергія акцепторного рівня, <math> E_V </math> — енергія верха валентної зони,
<math> m_h^* </math> — [[ефективна маса]] дірки, <math> m_0 </math> — маса вільного електрона,
<math> \varepsilon </math> — діелектрична проникність напівпровідника, <math> R </math> — [[стала Рідберга]], <math> n </math> — квантове число, яке пробігає цілі значення від одиниці до нескінченості
(проте, найважливіші малі значення <math> n </math>).
 
Здебільшого ефективні маси дірок малі в порівнянні із масою вільного електрона. Крім того напівпровідники мають досить великі значення діелектричної проникності (порядку 10), тож енергія акцептора приблизно в 100-1000 разів менша за енергію електрона у атомі водню. Саме завдяки цій обставині акцепторні рівні мілкі. Зважаючи на цей факт хвильові функції мілких акцепторних рівнів простягаються на багато періодів кристалічної ґратки, маючи радіус набагато більший за [[радіус Бора]].
 
{| border="1" |
! Напівпровідник !! Акцептор !! <math>E_a-E_V</math> ([[електронвольт|меВ]])
|-
| GaAS || C || 26
|-
| || Be || 28
|-
| || Mg || 28
|-
| || Si || 35
|-
| Si || B || 45
|-
| || Al || 67
|-
| || Ga || 72
|-
| || In || 160
|-
| Ge || B || 10
|-
| || Al || 10
|-
| || Ga || 11
|-
| || In || 11
|}
 
== Див. також ==