Физическая энциклопедия - неупорядоченные системы

вещества в конденсированном состоянии при отсутствии строгой упорядоченности в расположении их атомов и молекул (см. ДАЛЬНИЙ И БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК). Н. с. явл. жидкие, аморфные и стеклообразные в-ва, а также тв. растворы. Особый класс Н. с. составляют нек-рые высокотемпературные фазы халькогенидов благородных металлов, где упорядоченную структуру образуют лишь анионы.

Легированные крист. полупроводники при низких темп-pax с точки зрения их электронных св-в также представляют собой Н. с., образованные хаотически расположенными примесными атомами (см. СИЛЬНОЛЕГИРОВАННЫЙ ПОЛУПРОВОДНИК). Теор. описание разл. Н. с. содержит ряд общих идей: 1) хим.

связи ближайших соседей не позволяют существенно нарушать ближний порядок, вследствие чего зонная структура Н. с. не очень сильно отличается от структуры кристаллов (см. ЗОННАЯ ТЕОРИЯ). Однако многочисл. нарушения идеальной решётки приводят к размытию краёв разрешённых зон и к образованию флуктуац. уровней в запрещённой зоне.

В Н. с. при определённых условиях возникают строго локализованные эл. состояния, к-рые могут перемещаться только путём «прыжков», получая энергию от тепловых колебаний атомов. При темп-ре T=0К эти состояния вообще не могут принимать участие в электропроводности. Локализованные состояния возникают в той области энергий, где плотность состояний g(?) мала (рис.). Энергии ?c и ?v, разделяющие локализованные и делокализованные состояния, играют роль границ разрешённых и запрещённых зон; их называют порогами подвижности. В Н. с., как и в кристалле, вводят понятие ферми-уровня ?F. Электропроводность а Н.

с. зависит от расположения ?F относительно порогов подвижности. Если ?F находится вне полосы локализов. состояний, то а слабо зависит от Т (металлич. проводимость). Если ?F лежит внутри полосы, то о экспоненциально зависит от Т (аморфный полупроводник). По совр. представлениям порог подвижности существует лишь в трёхмерных Н. с. В одномерных и двухмерных Н.

с. состояния локализованы при всех энергиях, так что при достаточно низких темп-pax электропроводность носит активационный характер. Низкотемпературные термодинамич. св-ва Н. с. определяются не только длинноволновыми фононами, но и локализованными двухуровневыми образованиями, возбуждение к-рых происходит за счёт туннелирования атома из одной позиции в другую. Этими возбуждениями объясняется наблюдаемая в нек-рых диэлектрич. стёклах линейная зависимость теплоёмкости от темп-ры и аномалии теплопроводности при очень низких темп-рах. .