电子为什么运动得比半导体中的空穴快?


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当一个电子离开时,只会产生一个空穴,而当另一个电子充满时,只有空穴会移动,因此,这两种方式都应以相同的速度传导电流。但有人告诉我,空穴的迁移率比电子高。请解释怎么可能,我很困惑。



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简化的TLDR:在任何给定时间都有两种电子“类型”:自由电子和“束缚”电子。自由电子在空间中自由移动,结合的电子只能从一个共价键跳到另一个。自然地,束缚电子的移动要比自由电子慢。这是您的问题的答案。(注意:空穴只是缺失的结合电子的抽象,而不是缺失的自由电子的抽象。空穴不是自由电子的对称对应物)。
akhmed '16

好的问题是,我目前正在阅读一本书,名为《半导体物理学:K.Seeger的引言》,以更好地了解这种现象。
crowie

Answers:


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也许从能量状态开始可能更容易。

自由电子(那些从一个原子移动到另一个原子的电子)在导带中,而空穴(在轨道上缺少电子)在价带(相同的链接)中。

导带处于比价带更高的能级,这意味着事物移动得更快。更有趣的是,电子要从导带移动到价带(并填充空穴),它必须损失一些能量。

从更直观的角度来看,当在价态轨道上出现一个空穴时,并非所有可能的电子都将落入其中。直到电子(至关重要地)失去足够的能量以移动到较低的能带之前,会有大量的电子通过。

当所述电子离开轨道(产生一个空穴)时,这是因为它可能是通过碰撞甚至只是通过热量而添加了能量(否则,它不能在导带中占据较高的能量位置)。只有当它用完该能量(通过移动或可能与另一个可以发射光子的物体碰撞-这意味着电子损失了1个光子的能量)时,它才能失去该多余的能量并落入价带。

也许可以通过更详细地了解能级来解释


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这个答案是有道理的,我在寻找解释并找到了它:in.answers.yahoo.com/question/index?qid=20101101081211AAzjjDc ,它基本上表示相同。导带中的电子;价带上的孔。
Bimpelrekkie 2015年

感谢兄弟清除我的怀疑。现在我在以正确的方式思考!
HumbleBee 2015年

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请注意,导带中的电子在价带中发现要进入的空穴之前不会失去“额外”能量-失去能量并移动到不同的能级是同一回事。因此,基本上,为了使电子和空穴合并,必须同时存在三样东西:电子,空穴和吸收多余能量的东西。在某些情况下,多余的能量可能会作为光辐射出去。在其他情况下,底物原子将其吸收为动能(热)。
Ilmari Karonen 2015年

当然,我试图使答案简单。电子将找到与其能级相对应的位置的根本问题是我的主要观点,而更高的能级等于更高的迁移率。
彼得·史密斯

@Ilmari Karonen:在导带中的电子可以失去多余的能量,如果有它下面的空白状态。无论哪种性质:常规空穴,相同(导带)中的空位或掺杂产生的结合态
Incnis Mrsi
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