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 를 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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