왜 전자가 반도체의 정공보다 빠르게 움직입니까?


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전자가 떠날 때 구멍 만 만들어지고 다른 전자가 그것을 채울 때 구멍 만 움직이므로 같은 방식으로 전류를 전도해야합니다. 그러나 저는 정공이 전자보다 이동성이 더 높다고 들었습니다. 어떻게되는지 설명해주세요. 혼란 스럽습니다.



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단순화 된 TLDR : 주어진 시간에 자유 전자와 "결합 된"전자라는 두 가지 전자 유형이 있습니다. 자유 전자는 공간에서 자유롭게 움직이며, 결합 전자는 하나의 공유 결합에서 다른 결합으로 만 이동할 수 있습니다. 당연히, 결합 전자는 자유 전자보다 느리게 움직입니다. 이것이 귀하의 질문에 대한 답변입니다. (참고 : 홀은 결여 된 자유 전자에 대한 결여 된 결속 전자에 대한 추상화 일뿐 입니다. 홀은 자유 전자의 대칭 대응 물이 아닙니다).
akhmed

중대한 질문 저는 이런 종류의 현상에 대한 더 나은 아이디어를 얻기 위해 '반도체 물리학 : K.Seeger의 소개'라는 책을 읽고 있습니다.
crowie

답변:


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아마도 에너지 상태에서 시작하는 것이 더 쉬울 수도 있습니다.

자유 전자 (한 원자에서 다른 원자로 이동하는 것)는 전도대에 있고 정공 (궤도에 전자의 부재)은 원자가 대 (동일한 링크)에 있습니다.

전도대는 원자가 대보다 에너지 수준이 높으므로 사물이 더 빨리 움직입니다. 더 흥미롭게도, 전자가 전도대에서 원자가대로 이동하고 구멍을 채우려면 약간의 에너지를 잃어야합니다.

보다 직관적 인 관점에서, 구멍이 원자가 궤도에 나타날 때, 모든 가능한 전자가 구멍에 떨어지지는 않습니다. 더 낮은 에너지 밴드로 이동하기에 충분한 에너지를 (비평 적으로) 잃어버린 전자가 구멍을 채울 때까지 꽤 많은 수가지나갑니다.

상기 전자가 궤도를 떠났을 때 (정공 생성), 충돌 또는 열에 의해서만 에너지가 추가 되었기 때문이다 (그렇지 않으면 전도대에서 더 높은 에너지 위치를 취할 수 없음). 그것이 에너지를 다 써 버린 경우에만 (광자를 방출 할 수있는 다른 물체와 이동하거나 충돌 할 수 있습니다. 즉, 전자가 1 광자 가치의 에너지를 잃어버린 것을 의미합니다) 여분의 에너지를 잃고 원자가 대역으로 떨어질 수 있습니다.

이것은 아마도 에너지 레벨에 대한 자세한 설명으로 설명 될 것입니다


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이 답변은 의미가 있습니다. 설명을 찾고 있었고 이것을 발견했습니다 : in.answers.yahoo.com/question/index?qid=20101101081211AAzjjDc 기본적으로 동일합니다. 전도대 내의 전자; 원자가 밴드의 구멍.
Bimpelrekkie

의심의 여지가있는 Bro에게 감사합니다. 지금 나는 올바른 방법으로 생각하고 있습니다!
HumbleBee

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전도 밴드의 전자 는 원자가 밴드의 구멍을 찾아서 이동 하기 전에 "추가"에너지 잃을 수는 없습니다 . 따라서 기본적으로 전자와 정공이 합쳐 지려면 전자, 정공, 그리고 여분의 에너지를 흡수하는 것의 세 가지가 동시에 존재해야합니다. 에서는 어떤 경우 여분의 에너지가 광으로서 얻어 조사 될 수있다; 다른 경우에, 기판 원자는이를 운동 에너지 (열) 에너지로 흡수한다.
Ilmari Karonen

물론 대답을 간단하게 유지하려고했습니다. 전자가 에너지 수준에 맞는 위치를 찾는 근본적인 문제는 저의 주요 포인트이며 높은 에너지 수준은 높은 이동성과 동일합니다.
피터 스미스

@ 일 마리 카로 넨 (Ilmari Karonen) : 전도 상태에있는 전자는 그 아래에 빈 상태가 있으면 추가 에너지를 잃을 수 있습니다 . 기존의 구멍, 동일한 (전도성) 밴드의 공석 또는 도핑으로 생성 된 경계 상태 중 어느 것이 든 특성 .
Incnis Mrsi
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