Электроны и дырки это

Электроны и дырки это

При переходе электрона в зону проводимости из заполненной (валентной) зоны в валентной зоне остается незаполненное место, которое легко может занять какой-либо электрон из той же зоны. В результате образовавшаяся вакансия приобретает возможность перемещаться в пределах валентной зоны. Ее поведение во многом напоминает поведение частицы с положительным зарядом.

Как отмечалось, полупроводники отличаются от металлов и диэлектриков тем, что их зона проводимости при температуре отличной от абсолютного нуля “почти пуста”, а валентная зона “почти заполнена”. Но это означает, что при рассмотрении проводимости в полупроводниках необходимо учитывать движение носителей тока и в зоне проводимости, и в валентной зоне.

Чтобы упростить рассмотрение переноса носителей в “почти заполненной” валентной зоне вводится понятие “дырки”. Однако нужно всегда помнить, что существует только один тип носителей тока в полупроводниках – это электроны. Дырки – это квазичастицы, введение которых позволяет только упростить представление движения электронов в валентной зоне. Дырка – это отсутствие электрона. Свойства дырок аналогичны свойствам электронов, поскольку они занимают одно и тоже энергетическое состояние. Но дырка несет положительный заряд.

На рисунке приведена энергетическая диаграмма полупроводника, помещенного во внешнее электрическое поле с напряженностью . Градиент энергетических уровней зонной диаграммы полупроводника в однородном электрическом поле будет постоянным, и он определяется величиной электрического поля (позже мы подробнее рассмотрим энергетические диаграммы полупроводников в условиях действия электрических полей).


Электроны зоны проводимости движутся противоположно направлению внешнего электрического поля, т.е. в сторону спада уровня . Электроны валентной зоны движутся в том же направлении. Общую плотность тока электронов валентной зоны можно записать в виде

где — объем полупроводника, — заряд электрона, -скорость i— того электрона валентной зоны. Суммирование проводится по всем электронам валентной зоны. Это выражение можно записать иначе, выразив его через количество состояний валентной зоны, не занятых электронами.

Читайте также:  Как сделать нумерацию страниц в ворде 2003

Но плотность тока, создаваемая всеми электронами заполненной валентной зоны, равна нулю. Поэтому в последней формуле остается только одно последнее слагаемое, которое можно записать как

Это соотношение можно трактовать следующим образом. Ток создается положительными носителями, связанными с незаполненными состояниями валентной зоны. Эти носители и называют дырками. Напоминаем, что нет реальных носителей – дырок. Это просто модель, удобная для представления тока, создаваемого электронами валентной зоны. Причиной ввода понятия дырка является то, что это позволяет упростить описание ансамбля из очень большого числа электронов в почти заполненной валентной зоне. Часто оказывается более удобным следить за имеющимися вакансиями, рассматривая их как некоторые гипотетические частицы — дырки (простым гидромеханическим аналогом дырки может служить пузырек в стакане с газированным напитком). Не являющиеся реальными объектами природы дырки часто обладают весьма экзотическими свойствами. Так их эффективная масса не обязательно должна выражаться положительным числом, а зачастую оказывается тензорной величиной. Наряду с фононами дырки представляют собой квазичастицы, вводимые в теорию на основе аналогий с формулами, описывающими поведение реальных объектов. Подобно положительным частицам дырки ускоряются электрическим полем и вносят свой вклад в проводимость полупроводниковых кристаллов.

Попутно отметим, что электроны проводимости, строго говоря, так же являются квазичастицами. С точки зрения квантовой механики все электроны кристалла являются принципиально неразличимыми, что делает бессмысленными попытки ответа на вопрос, какой именно электрон перешел в зону проводимости. Электрический ток в кристалле обусловлен весьма сложным поведением всех без исключения имеющихся в нем электронов. Однако описывающие это поведение уравнения обнаруживают близкое сходство с уравнениями движения лишь очень небольшого числа заряженных частиц — электронов и дырок.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 9322 — | 7877 — или читать все.

Читайте также:  Как настроить уневерсальный пульт

Толковый словарь Ушакова . Д.Н. Ушаков. 1935-1940 .

Смотреть что такое "ДЫРКА" в других словарях:

ДЫРКА — в физике квантовое состояние, не занятое электроном. Термин дырка широко применяется в зонной теории твердого тела, как вакантное состояние в разрешенной заполненной зоне. Дырка положительно заряженный носитель заряда в полупроводнике … Большой Энциклопедический словарь

ДЫРКА — квантовое состояние, не занятое эл ном в энергетич. зоне тв. тела. Движение эл нов в почти заполненной энергетич. зоне под действием внеш. электрич. поля эквивалентно движению Д., возникших у верх. края зоны, если приписать Д. положит. заряд,… … Физическая энциклопедия

дырка — сущ. • дыра • прореха отверстие в одежде, обуви, не играющее функциональной роли) Словарь русских синонимов. Контекст 5.0 Информатик. 2012. дырка сущ., кол во синонимов: 19 • … Словарь синонимов

дырка — проводимости; дырка Незанятое электроном энергетическое состояние в валентной зоне. Квазичастица с зарядом и спином электрона, возникающая при освобождении занятого состояния вырожденного ферми распределения электронов … Политехнический терминологический толковый словарь

ДЫРКА — ДЫРКА, и, жен. Небольшая дыра (в 1 знач.). Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

дырка — ДЫРКА, и, ж. 1. Женские половые органы. 2. Девушка, потерявшая невинность. 3. Пустой, никчемный человек. 4. Прокол на водительских правах. Нарваться на дырку. 5. обычно мн. Глаза. Дырки то протри проспись, смотри внимательнее. 6. Плохой вратарь.… … Словарь русского арго

ДЫРКА — место в кристаллической решётке в валентной зоне полупроводника, где не хватает электрона. Под действием приложенного напряжения электроны дрейфуют (см. (4)) к положительному полюсу. Движение электронов в почти заполненной энергетической зоне под … Большая политехническая энциклопедия

ДЫРКА — Белокурая дырка. Жарг. мол. Шутл. Певица Бритни Спирс. Круто 2003, № 20. Где ни дырка всё затычка. Сиб. Ирон. О человеке, который нужен, необходим в каждом деле. ФСС, 81. Дырка в грудину. Пск. Туберкулёз. ПОС 10, 84. Дырка в затылок. Жарг. лаг.… … Большой словарь русских поговорок

Читайте также:  Реклама в ленте новостей вконтакте

Дырка — У этого термина существуют и другие значения, см. Дырка (значения). Необходимо проверить качество перевода и привести статью в соответствие со стилистическими правилами Википедии. Вы можете помочь … Википедия

дырка — и; мн. род. рок, дат. ркам; ж. 1. = Дыра (1 2 зн.). Дырки в стенах. В заднем зубе д. Заштопать дырку. На чулке огромная д. 2. Сквозное отверстие для крепления чего л. Дырки в ремне. Д. для шурупа. Просверлить, проткнуть дырку. 3. Разг. О пулевом … Энциклопедический словарь

  • В книжной версии

    Том 27. Москва, 2015, стр. 5

    Скопировать библиографическую ссылку:

    ПОЛУПРОВОДНИКИ́, ве­ще­ст­ва, ха­рак­те­ри­зую­щие­ся элек­трич. про­во­ди­мо­стью $σ$ , про­ме­жу­точ­ной ме­ж­ду про­во­ди­мо­стью хо­ро­ших про­вод­ни­ков, напр. ме­тал­лов ( $σ≈10^4-10^6$ Ом –1 ·см –1 ), и хо­ро­ших ди­элек­три­ков ( $σ≈10^<–12>-10^<–10>$ Ом –1 ·см –1 ) (про­во­ди­мость ука­за­на при ком­нат­ной темп-ре). Ха­рак­тер­ной осо­бен­но­стью П. яв­ля­ет­ся силь­ная за­ви­си­мость их про­во­ди­мо­сти от темп-ры, при­чём в дос­та­точ­но ши­ро­ком ин­тер­ва­ле темпе­ра­тур про­во­ди­мость П., в от­ли­чие от ме­тал­лов, экс­по­нен­ци­аль­но уве­ли­чи­ва­ет­ся с рос­том темп-ры $T$ : $$σ=σ_0exp(–ℰ_a/kT). ag<*>$$ Здесь $k$ – по­сто­ян­ная Больц­ма­на, $ℰ_a$ – энер­гия ак­ти­ва­ции элек­тро­нов в П., ко­то­рая мо­жет ме­нять­ся от не­сколь­ких мэВ до не­сколь­ких эВ, $σ_0$ – ко­эф. про­пор­цио­наль­но­сти, ко­то­рый так­же за­ви­сит от темп-ры, но эта за­ви­си­мость бо­лее сла­бая, чем экс­по­нен­ци­аль­ная. С по­вы­ше­ни­ем темп-ры те­п­ло­вое дви­же­ние раз­ры­ва­ет часть хи­мич. свя­зей в ато­мах П. и элек­тро­ны, чис­ло ко­то­рых про­пор­цио­наль­но $exp(–ℰ_a/kT)$ , ста­но­вят­ся сво­бод­ны­ми и уча­ст­ву­ют в элек­трич. про­во­ди­мо­сти. Энер­гия, не­об­хо­ди­мая для то­го, что­бы ра­зо­рвать хи­мич. связь и сде­лать ва­лент­ный элек­трон сво­бод­ным, на­зы­ва­ет­ся энер­ги­ей ак­ти­ва­ции.

    Ссылка на основную публикацию
    Что такое экспоненциальная форма записи числа
    Запись (значения) — Учётная запись Нотная запись Демо запись Двойная запись Запись MX Алфавитная запись Клятвенная запись Экспоненциальная запись Обратная...
    Что мне задали завтра на русский
    Проверка орфографии на 5-ege.ru (введите текст в форму ниже): Если нужно проверить пунктуацию, воспользуйтесь сервисом Проверка пунктуации онлайн. Наш сервис...
    Что лучше газель некст или фиат дукато
    На прошлой неделе Газель-Некст была признана лучшим автомобилем года в России. Эксперты коммерческого транспорта оценили ее в 2–3 раза выше,...
    Что такое чувырла википедия
    Чувырла - почётный дворянский титул, даётся чучундрам заособые заслуги. Этот вопрос уже закрыт. Вы не можете на него ответить. Ответы...
    Adblock detector