Частица—дырка число заполнения

Шокли в качестве иллюстрации предложил рассматривать двухэтажный гараж. Пусть нижний этаж целиком заполнен автомобилями, а верхний совершенно свободен. В этом случае автомобили не обладают подвижностью в обоих этажах. Пусть один автомобиль перейдет из нижнего в верхний этаж. Возникнет возможность перемещения автомобиля на обоих этажах. При этом движение автомобилей на нижнем этаже рационально описывать как движение дырки (места, где нет автомобиля), хотя двигаются, конечно, автомобили. Движение дырки будет фиксироваться в эффекте Холла как движение положительного заряда. Действительно, устойчивых положительных частиц с массой электрона не существует. Таким образом, у полупроводников с собственной проводимостью имеется как обычная (электронная), так и дырочная проводимость. Вышеизложенное объясняет возрастание проводимости полупроводников с повышением температуры. С ростом температуры увеличивается число электронов, перешедших в верхнюю зону, что и приводит к увеличению электропроводности. [c.517]

Определим среднее число электронов и дырок на примесных уровнях. Будем полагать, что па каждом уровне может находиться только один электрон или одна дырка. Так как возможны два состояния электрона, отличающиеся по ориентации спина, для данного примесного уровня допустимы следующие три варианта уровень не занят, уровень занят электроном с положительным спином, уровень занят электроном с отрицательным спином. Энергию электрона на -м акцепторном уровне обозначаем ел., на /-м донорном уровне ед — ед. (см. рис 28, г). Вначале обсудим вопрос о состоянии электронов на акцептор ных уровнях. Будем рассматривать как систему частицу на -м акцеп торном уровне. Электроны с различной ориентацией спина будем счи тать частицами разного типа. Пусть N 2 соответственно числа элект ронов с положительным и отрицательным спином на данном уровне Возможны следующие значения чисел заполнения [c.197]

Модель полиэдрических дырок, вероятно, можно рассматривать как производную от кристаллитной модели. Она возникла в результате установления того факта, что жидкости, состоящие не только из сложных, но и из простых небольших молекул, могут быть переохлаждены [30]. Это явление связано с наличием в жидкости индивидуальных групп, плотная упаковка которых затруднена. Франк [31] показал, что в веществах с координационным числом 12 частицы могут контактировать друг с другом таким образом, что каждая сфера является центром грани додекаэдра. Такое распределение имеет две специфические особенности 1) энергия сцепления при ближнем взаимодействии много больше, чем при другом распределении 2) распределение не является пространственно заполненным, т. е. Образуются дырки и плотнейшая упаковка не достигается по чисто геометрическим причинам, что ведет к затруднению кристаллизации. Подобная модель была предложена Берналом [32], который пришел к выводу, что из большого числа возможных полиэдрических структур три, обладающие симметрией пятого порядка, ие могут быть плотно упакованы и потому образуют агрегаты, содержащие дырки (рис. 7) . [c.15]

В случае реального кристалла даже в валентной зоне всегда имеются подуровни, не занятые электронами . Любой находящийся выше такого подуровня электрон, стремясь к минимуму энергии, будет переходить на этот уровень, создавая нехватку электрона на прежнем месте, затем такой же процесс произойдет с вышележащим электроном и так далее, пока эта нехватка не переместится к потолку зоны. Очевидно, что в заполненной зоне, где число электронов близко к 2л, такие перемещения будут наблюдаться только вблизи ее потолка и, так как количество свободных подуровней мало, перемещение электронов тождественно перемещению нехватки электрона к потолку зоны. Такую нехватку электрона называют положительной дыркой или просто дыркой (рис. 23,6). Если рассматривать собственное движение дырки, то можно приписать ей свойства частицы, противоположной электрону частицы, обладающей положительным зарядом и определенной массой, причем масса ее отрицательна внутри зоны и положительна у потолка (так как сам электрон вблизи потолка имеет отрицательную массу). Когда в зоне имеются свободные дырки, то приложение электрического поля может вызвать перемещение электронов, скажем, в направлении +х, что равносильно перемещению дырки в направлении —х. Возникающую подобного рода проводимость называют дырочной . [c.58]

Согласно этой теории, указанный процесс возбуждения кристаллической решетки описывается более точно, как переход одного из электронов заполненной зоны в зону проводимости с одновременным образованием в заполненной зоне так называемой дырки , т. е. состояния с недостатком одного электрона. Электропроводность полупроводников и определяется движением электронов под действием электрического поля в зоне проводимости и противоположным ему движением дырки , эквивалентным движению положительных зарядов. В этой теории электрон зоны проводимости и дырка пе локализованы около каких-либо определенных ионов Zn и 0 , а в известном смысле принадлежат всему кристаллу. Однако, если к какому-либо иону поверхности из объема приближается атом или молекула, то под влиянием их взаимодействия делокализован-ный электрон или дырка локализуются нри том ионе, к которому приближается частица, причем этот ион превращается в Zn t (или О" ) с вероятностью, равной ТУа, где а — площадь, приходящаяся на один ион поверхности, а ТУ — число электронов или дырок на 1 см поверхности. [c.189]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология