导图社区 多电子原子 (3)
原子物理学知识整理,主要内容有:氦的光谱和能级、具有两个价电子的原子态、氦原子光谱和能级、泡利原理、复杂多电子原子情况、氦氖激光器。
《半导体工艺与制造技术》第四章 氧化,氧化过程是在半导体表面生成一层氧化膜的过程,这层氧化膜在半导体器件的制造中具有重要作用,如作为绝缘层、掩蔽层、钝化层等。
“半导体工艺与制造技术 - 扩散”从掺杂概述切入,介绍杂质相关基础。进而详细阐述扩散工艺,含工艺分类、流程等。接着深入讲解杂质扩散机制与效应、扩散系统与扩散方程。还涉及扩散杂质的分布、影响其分布的其他因素、分析表征以及杂质分布的数值模拟 ,全面且系统地呈现了半导体扩散工艺的知识体系。
围绕半导体工艺与制造技术展开,涵盖多方面内容。开篇介绍半导体产业政策、发展现状、基础概念及产业链。接着阐述基本材料知识,如相图、晶体结构和缺陷类型 。然后讲解晶圆制备,包括直拉法、布里奇曼法等生长方法,以及掺杂、制备流程、规格和清洗工艺,全面呈现了半导体制造从基础理论到关键制备环节的要点。
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多电子原子
氦的光谱和能级
具有原子光谱的一般规律
两套光谱
单线系(紫外区和远紫外区)
三重线系或由复杂结构的线系(三分线or六分线)红外区
两套能级
单层能级
三层能级
具有两个价电子的原子态
两个价电子的原子矢量模型
电子组态(处于一定状态的若干价电子组合)
氦原子
基态:1s1s
第一激发态:1s2s
镁原子
基态:3s3s
第一激发态:3s3p
两个电子之间的相互作用
s1,s2; l1,l2的排列组合(共计6种)之间的相互作用
但是一个电子的自旋与另外一个原子的轨道之间的相互作用一般不考虑,其对能量很小
ls耦合(元素轻的)
适用条件
自旋间相互作用和轨道间相互作用比旋轨相互作用强
耦合法则
Ps=Ps1+Ps2
Ps=1(三重态),0(单重态)
Ps1,Ps2=+-1/2
Pl=Pl1+Pl2
Pl=|Pl1+Pl2|(三重态),|Pl1-Pl2|(单重态)
Pl1,Pl2
Pj=Ps+Pl (j可取 l+s,……,| l-s | )
原子态标记法
洪特定则(确定能级的高低,适用于一个电子组态形成的原子态)
S大的能级低
相同S,L大的能级低
相同S,L,正常次序J小的能级低;倒转次序,J大的能级低
S L J,大大小,低低低
不到半满取正常次序
朗德间隔定则(确定能级的间隔)
多重能级结构中,两相邻间隔同相关J值中较大的值成正比
对多电子原子也适用
jj耦合(元素重的)
旋轨相互作用较强
下标J取j1和j2和差绝对值之间的整数
j等于l+s或l-s
氦原子光谱和能级
泡利原理
意义:决定电子能否同时存在同一轨道
表述:原子中不可能存在两个及其以上电子具有完全相同的四个量子数(每一个量子态只能容纳一个电子)
四个量子数
n:主量子数
l:轨道量子数
1,2,……,n-1
ml:轨道取向量子数
l,l-1,……,-l
ms:自旋取向量子数
1/2,-1/2
Ps.自旋为半整数的粒子称为费米子,其在原子内的分布受泡利原理的限制,并遵从泡利统计规律
同科电子:主量子数n和角量子数l相同的电子
同科电子产生的原子态数目会下降
两个电子的同科电子
L+S偶数可以存在
L+S奇数不能存在
复杂多电子原子情况
光谱和能级位移律
多重性的交替律
每加一个电子,S值加或减1/2,原有每一类能级的多重结构就变成两类,一类重数加一一类减一
普遍辐射跃迁选择定则
跃迁只能发生在不同宇称状态之间,即奇偶之间
重点
了解
氦氖激光器
激发和跃迁的应用实例
对比
得到的原子态数目相同
代表原子态的J值也相同
能级间隔不同(反映几种相互作用之间的强弱分别)