Bir kristalde elektron dinamiği

Abstract

Bir kristal, üç boyutlu uzayda periyodik olarak tekrarlanan bir desenin atomlarından meydana gelmiş bir katı olarak tarif edile- bilir. Periyodik cetvele bakıldığında katıların önemli bir kısmını metaller oluşturmaktadır. Metallerin günlük yaşantımızda birçok kullanım alanları vardır. Örneğin, demirin otomobillerde, bakırın elektrik tellerinde, gümüş ve altının mücevher eşyalarında kullanıl- ması gösterilebilir. Bunlar ve diğer metaller ilk çağlardan bugüne kadar teknoloji ve endüstri dünyasının gelişmesinde giderek artan önemli bir rol oynamaktadır, bunun gelecekte de böyle süreceği beklenmektedir. Araştırıcılar, metallerin özellikleri hakkında bir hayli kuram- sal ve deneysel bulgular ortaya koymuşlardır. Metallerin bu özellik- leri, kristal içinde hareket edebilen serbest elektronların çok yüksek bir konsantrasyonun mevcut olduğu varsayılarak bulunmuştur. Böylece bu varsayıma dayanarak birçok teoriler geliştirilmiştir. Bunların bir çoğu kuantum teorisine dayanmaktadır. Bu çalışmada, bir kristalde elektron dinamiği incelenmiştir. Bunun için, ilk önce kristal yapının anlamı üzerine durulmuş ve yapıyı tanımlamada kullanılan temel kavramlardan bazıları tanıtıl- mıştır. Daha sonra, kristal şekillenmesinden sorumlu olan atomlar arası kuvvetler ve katılarda bant kavramı ele alınmıştır. Bunu takiben, metallerin özellikleini açıklayan temel kuantum teorisi ve bu teorinin eksiklerini tamamlayan modeller incelenmiştir. Ayrıca, elektrik ve magnetik alanlarda da elektron dinamiği ele alınmıştır. Son olarak da, tamamen zıt görüşlerden yola çıkan, fakat aynı niteliksel sonuçlara yol açan serbest elektron ve sıkı bağlanma yaklaşımları anlatılmıştır.