السعة الكمية، تسمى أيضًا السعة الكهروكيميائية ¯
السعة الكمية
- في أبسط مثال، إذا صنعت مكثفًا متوازيًا للوحة، حيث يكون لإحدى اللوحين أو كلتيهما كثافة منخفضة من الحالات، فلن يتم إعطاء السعة بالصيغة العادية لمكثفات الألواح المتوازية
.
- بدلاً من ذلك، تكون السعة أقل، كما لو كان هناك مكثف آخر في السلسلة
وهذه السعة الثانية، المتعلقة بكثافة حالات الصفائح، هي السعة الكمومية ويتم تمثيلها بواسطة
.
- تعتبر السعة الكمومية مهمة بشكل خاص لأنظمة الحالات منخفضة الكثافة، مثل نظام إلكتروني ثنائي الأبعاد في سطح شبه موصل أو واجهة أو جرافين، ويمكن استخدامها لبناء طاقة تجريبية وظيفية لكثافة الإلكترون.
- عندما يتم استخدام مقياس الفولتميتر لقياس جهاز إلكتروني، فإنه لا يقيس تمامًا الجهد الكهربائي الخالص، وبدلاً من ذلك، يقيس الإمكانات الكهروكيميائية، وتسمى أيضًا فرق مستوى فيرمي، وهو إجمالي فرق الطاقة الحرة لكل إلكترون، بما في ذلك ليس فقط طاقته الكهربية الكامنة.
- ولكن أيضًا جميع القوى والتأثيرات الأخرى على الإلكترون، مثل الطاقة الحركية في وظيفتها الموجية، على سبيل المثال، تقاطع pn في حالة توازن، ويوجد جهد داخلي عبر التقاطع، لكن الجهد عبره يساوي صفرًا بمعنى أن الفولتميتر سيقيس جهدًا صفريًا.
- في المكثف، توجد علاقة بين الشحنة والجهد
، حيث يمكن تقسيم الجهد إلى جزأين، جهد جالفاني وداخلي، وكل شيء آخر.
- في المكثف المعدني، الذي يسمى العازل المعدني التقليدي، تكون إمكانات جالفاني هي المساهمة الوحيدة ذات الصلة، لذلك، يمكن حساب السعة بطريقة مباشرة باستخدام قانون غاوس.
- ومع ذلك، إذا كانت إحدى لوحات المكثف أو كلتيهما عبارة عن شبه موصل، فإن جهد الجالفاني ليس بالضرورة أن يكون المساهمة المهمة الوحيدة في السعة، ومع زيادة شحنة المكثف، تمتلئ اللوحة السالبة بالإلكترونات وتفقد اللوحة الموجبة الإلكترونات، تاركة وراءها إلكترونات ذات حالات طاقة منخفضة في بنية النطاق.
