Подвижность положительных носителей заряд

Электроны или положительные дырки играют роль проводящей ток системы, и поверхностная проводимость может отличаться от объемной электропроводности вследствие присутствия носителей л-заряда, приводя к электропроводности (I = neu, где v —подвижность электрона, а е —его заряд. [c.54]

Электролитическая проводимость жидкостей, вызванная подвижностью ионов носителями заряда являются катионы и анионы. При увеличении температуры проводимость электрических проводников улучшается, поскольку при более высоких температурах ионы движутся с большей скоростью за счет понижения вязкости и уменьшения сольватации ионов. Вещества, характеризующиеся электролитической проводимостью, называются проводниками Ирода. К проводникам П рода относятся растворы электролитов (кислоты, соли, основания). При наложении внешнего электрического поля анионы движутся к положительно заряженному электроду — аноду, катионы — к отрицательно заряженному электроду — катоду. Поскольку скорости движения ионов в растворе значительно меньше, чем скорости движения электронов в металлах, электрическая проводимость металлов, например меди и серебра, примерно в миллион раз больше, чем для растворов электролитов. [c.216]

ЭЛЕКТРОХИМИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ, изучает строение границы раздела полупроводник электролит и ( жз.-хнм. процессы на этой границе. Особенности этих процессов обусловлены наличием двух видов подвижных носителей заряда — электронов зоны проводимости и положительно заряж. дырок валентной зоны. Электроны и дырки участвуют в электродных процессах независимо друг от друга. Объемная конц. носителей заряда в полупроводниках мала по сравнению с металлами (менее 10 см ), поэтому полупроводниковая обкладка двойного электрич. слоя диффузна, значит, часть межфазного скачка потенциала локализована в полупроводнике. Токи обмена в электродных процессах малы, электродные р-ции обычно необратимы в р-циях возможно участие связанных состояний электронов н дырок (экситонов). Для электрохим. кинетики существенны диффуз. ограничения, связанные с доставкой электронов или дырок к границе раздела электрод электро-лит. Для полупроводниковых электродов характерна высокая фоточувствительность, причем поглощенный свет ускоряет преим. анодную р-цию на электронном полупроводнике и катодную — на дырочном. Генерация неравновесных электронов и дырок, возможная при электрохим. р-циях, может привести к хемилюминесценции. [c.706]

Основные ИСЭ по типу применяемых селективных мембран делятся на ИСЭ с кристаллическими и некристаллическими мембранами. В свою очередь, к группе кристаллических ИСЭ относятся гомогенные и гетерогенные мембранные электроды, а к группе некристаллических — твердые матричные (стеклянные) электроды и электроды с мембраной на основе подвижных носителей. Последние в зависимости от знака носителей заряда делятся на ИСЭ с положительными, отрицательными и нейтральными переносчиками, а по физическому состоянию мембраны — на ИСЭ с жидкими и пленочными (полимерными) мембранами. [c.282]

Ещё более сложен вопрос об ионизации воздуха ультрафиолетовым излучением. Если воздух содержит взвешенные в нём мельчайшие частицы пыли, то за объёмный фотоэффект можно принять ионизацию, происходящую вследствие внешнего фотоэффекта на поверхности взвешенных в газе посторонних частиц. Случаи таких ошибок были обнаружены путём измерения подвижности положительных носителей заряда. Эта подвижность [c.226]

Эффект Холла показал также, что наряду с отрицательно заряженными носителями зарядов в полупроводниках заряд переносится положительными зарядами, имеющими массу электрона. В некоторых проводниках перенос осуществляется одними отрицательными зарядами, в других — одними положительными, а в третьих — и теми, и другими одновременно. Подвижность электронов обычно несколько больше подвижности дырок. [c.516]

Устойчивость локализованных зарядов внутри диэлектриков является обычным явлением, и даже когда твердое вещество в целом электронейтраль-но, в нем существуют как положительные, так и отрицательные заряды. Если подвижность носителей зарядов велика, такое состояние не может быть длительным, имея в виду большую площадь поперечного сечения захвата одного заряда другим. Важно поэтому установить, насколько подвижны носители зарядов в органических диэлектриках чем больше их подвижности, тем меньше время жизни любого пространственного заряда. Удовлетворительных данных о подвижностях имеется мало. Различные оценки,-проведенные для антрацена [86], показывают, что в большинстве кристаллов электроны связаны, а подвижность положительных дырок изменяется от 1 до 10" см-сек -. Кеплер [64] в своей работе по зонной плавке антрацена показал, что подвижность как электронов, так и дырок составляет около [c.667]

Дырочная проводимость возникает тогда, когда свободны лишь такие частицы, вблизи которых в данный момент имеется свободное место — дырка или вакансия в кристаллической решетке. После перехода частицы в данную вакансию в старом месте ее нахождения образуется новая вакансия, в которую, в свою очередь, переходит следующая частица, и т, д. Каждый отдельный свободный носитель заряда перемещается только на короткую дистанцию— в следующую вакансию. Вместе с тем первоначальная вакансия поэтапно перемещается в противоположное направление на большие расстояния. Вакансия частиц одного знака равносильна избытку такого же по значению заряда другого знака. Поэтому формально можно рассматривать такую подвижную дырку (отсутствие отрицательного заряда) как свободный положительный заряд. [c.18]

Возникновение электростатического заряда усиливается не только с увеличением площади контакта, но также и при более плотном сближении поверхностей, создающем условия для более легкого перехода носителей заряда с одной поверхности на другую. Зависимость между величиной электростатического заряда и давлением более отчетлива у положительно заряжающихся диэлектриков. Если предположить, что перенос заряда осуществляется посредством электронов или ионов, то такая зависимость вполне закономерна, так как для более подвижных электронов расстояние между поверхностями не является препятствием в той мере, как для менее подвижных ионов [118]. [c.93]

При температурах поляризации ниже температуры стеклования Гп<7 с распределение нелинейное. При Та выше То распределение потенциала близко к линейному. Таким образом, поле, малое в средней части образца, возрастает вблизи электродов. Авторы [40] полагают, что искажение равномерного распределения потенциала вызывается образованием пространственных зарядов у электродов вследствие перемещения носителей зарядов разного знака, по-видимому, ионов. Считают, что увеличение концентрации пространственного заряда у катода с уменьшением температуры указывает на большую подвижность положительных зарядов. В то же время имеется -высокое переходное сопротивление между поверхностью полимера и электродами, что вызывает резкое возрастание поля вблизи электродов. [c.30]

Однако выполнение закона Ома не означает, что детектирование не определяется влиянием поля отрицательных зарядов на ток проводимости. Действительно, в чистом газе-носителе объемный заряд электронов мал даже при большой протяженности его зоны вследствие высокой подвижности электронов, а объемный заряд положительных ионов может быть незначителен из-за малой протяженности зоны положительного объемного заряда. Если же в газе присутствуют электроноакцепторные вещества, то при большой протяженности зоны отрицательного объемного заряда его влияние может быть весьма значительно, хотя вольт-амперная характеристика, определяемая в чистом газе-носителе, этого влияния и не отражает. [c.145]

Можно сделать вывод, что газы, имеющие свойство принимать электроны, способствуют увеличению тока, тогда как газы, отдающие электроны, его уменьшают. Это объясняется при допущении, что газ-акцептор захватывает электроны с поверхности, увеличивая тем самым количество положительных дырок, а следовательно, увеличивая фототок. Обратное явление происходит с газами-донорами, они уменьшают ток. Вполне возможно, однако, что газы влияют на процесс образования носителей зарядов, как это предположил Кеплер [82] на основании своих исследований подвижности. Было измерено также влияние изменения давления окружающего газа. Оказалось, что в общем проводимость соответствует изотерме Ленгмюра. На рис. 16 представлен график зависимости р/(1р — уас) от р (где р — давление окружающей среды, 1р — ток при этом давлении, г уас — ток в вакууме) для ВРз и ЫНз на монокристалле антрацена. Были получены весьма удовлетворительные кривые Ленгмюра [183]. [c.35]

Установка, которую он применял [14, 16], давала надежные результаты изменения контактной разности потенциалов А (КРП) с точностью до 0.05 мв. Было сделано заключение, что знак фотопотенциала А (КРП)св зависит от диффузии преобладающих фотоносителей от поверхности в глубь пленки красителя. Таким образом, изменение контактного потенциала при освещении по сравнению с темповым в сторону положитель ных значений служило признаком того, что происходит диффузия подвижных отрицательных зарядов вглубь обратное изменение было приписано подвижным положительным зарядам, освобожденным светом. Этот критерий был проверен и подтвержден на многих фотополупроводниках, для которых знак носителей заряда известен (ZnO, ТП, dS). Для всех красителей и пигментов, изученных этим методом, знак носителей заряда согласуется со знаками, полученными методом переменной фотоэдс. [c.338]

Электролиты имеют электропроводность в интервалах 10 до-ом" см Носителями зарядов являются положительно или отрицательно заряженные ионы (катионы или анионы). Электропроводность электролитов сильно возрастает с повышением температуры и Особенно с переходом из твердого состояния в жидкое. Типичными электролитами являются водные (а также некоторые другие, например, спиртовые) растворы кислот, солей и щелочей, расплавы солей и щелочей, а также (в меру подвижности своих ионов) твердые ионные кристаллы солей и некоторых окислов металлов. [c.28]

Вернемся к историческому опыту Зеебека и рассмотрим его с позиций сегодняшнего дня. Так же, как и в случае электрической цепи Пельтье, развернем спаи цепи в рабочие поверхности термоэлемента Зеебека. Порции тепловой энергии от источника теплоты поступают на горячий спай термоэлемента (см. рис. 10). Дрейфовая подвижность свободных электронов в области горячего спая увеличивается из-за их избыточной кинетической энергии (и, соответственно, скорости). При этом на фоне броуновского движения свободных электронов во всем объеме ветвей термоэлемента возникает преимущественный их дрейф в область холодного спая. Избыток отрицательного заряда в области холодного спая и положительного (ионы решетки) в области горячего спая вызывает появление внутреннего тормозящего электрического поля, препятствующего дальнейшему движению свободных носителей на холодный спай. Таким образом, термоэлемент. Зеебека с разомкнутой электрической цепью превращается (при наличии источника теплоты) в заряженный твердотельный аккумулятор , между полюсами которого существуют электрическое поле и свободные заряды с разным электрическим потенциалом. При замыкании электрической цепи с термоэлементом Зеебека в ней возникает постоянный электрический ток. Источником тока, совершающим работу внешних сил по разделению электрических зарядов, является тепловая энергия источника тепла. [c.32]

Эффект увеличивается при захвате носителей, и они начинают образовывать вблизи освещаемого электрода слой пространственного заряда, уменьшая тем самым поле в глубине кристалла. Это становится более заметным, когда освещаемый электрод отрицателен, так как отрицательным носителям требуется больше времени, чтобы добраться до другого электрода, и слой пространственного заряда разрушается меньше, поскольку меньшее число положительных зарядов сможет разряжаться на отрицательном электроде. Если отрицательные носители захватываются больше, чем положительные, эффект возрастает, ибо это равнозначно эффективному увеличению отношения подвижностей Це/Ц ,. Рис. 8, на котором представлена спектральная зависимость объемного тока для различных кристаллов, показывает также влияние дефектов, т. е. захвата носителей, на коэффициент выпрямления. [c.29]

Если к металлу приложен небольшой положительный потенциал (относительно полупроводника), то электрическое поле смещает подвижные носители положительного заряда (дырки) от границы раздела кремний-диэлектрик это явление называют обеднением. Поскольку концентрация дырок в кремнии вблизи границы раздела уменьшена, то уровень Ферми должен сместиться дальше от валентной зоны. Таким образом, как это показано на рис. 26.4, б, вблизи границы раздела энергетические зоны смещаются вниз. Возникающая область обеднения будет иметь отрицательный результирующий заряд, поскольку отрицательно заряженные легирующие атомы не могут двигаться в электрическом поле. [c.388]

Эти данные показывают, что воздействие ионизирующей радиации приводит к радиационно-стимулированной диффузии примесных щелочных ионов в кристаллах кварца. Такая миграция обусловлена тем, что щелочные ионы-компенсаторы расположены вблизи [Л104 +]-комплексов, теряющих при облучении электроны. В результате в местах локализации таких комплексов образуются области положительного заряда и электронные центры в других местах решетки. Поскольку кулоновские силы с расстоянием убывают очень медленно, то потеря заряда в какой-либо точке кристаллической решетки вызывает миграцию подвижных ионов — носителей заряда. Этому в значительной степени способствует открытый характер структуры кварца, содержащей структурные пустоты, соединенные каналами диаметром до 0,2 нм. Что же касается протонов, то, поскольку энергия Их связи с кислородами дефектных (алюминиевых) тетраэдров много больше, чем для щелочных ионов, радиационно-стимулированная диффузия протонов в кварце практически отсутствует. В этом случае при облучении происходит рекомбинация непрерывно генерируемых стационарных дырок с выбитыми электронами, а центры дымчатой окраски на алюминиево-водородных дефектах не образуются. Именно этим, как выше отмечалось, объясняется образование не окрашивающегося облучением кварца при термохимической обработке или электролизе на воздухе, когда алюмощелочные центры преобразуются в алюмоводородные. [c.149]

Металлы проводят электрический ток, так как валентные электроны могут свободно двигаться в кристаллической решетке. Причины подвижности электронов в металлах состоят в том, что они легко удаляются из атома (низкая энергия ионизации) и NroryT находиться близко к двум или более положительны.м ядрам в любой части кристалла (из-за наличия большого числа свободных валентных орбит). Вещества, в которых имеются свободные носители зарядов - проводники. В изоляторах (диэлектриках) свободные носители зарядов отсутствуют. Металлы - характерные проводники и энергия делокализованных электро- [c.42]

Теперь уместно перейти к рассмотрению следующего вопроса. Молекулярный кристалл, у которого заряд расположен на поверхностной молекуле, энергетически менее устойчив, чем кристалл, у которого заряд находится на одной из внутренних молекул, так как энергия поляризации кристалла больше, когда заряд со всех сторон окружен поляризующимися центрами (см. раздел II, 4). У антрацена это больше относится к граням (010) и (100), чем к грани (001), так как в плоскостях (001) поляризация происходит сильнее. Как положительные, так и отрицательные заряды будут, следовательно, диффундировать с поверхности. Если на поверхности образуются пары зарядов (например, под действием света), то наиболее подвижные носители зарядов будут диффундировать в объем быстрее. Тогда между областью, близкой к поверхности, хотя и не лежащей на ней, и внутренней областью кристалла возникнет разность потенциалов (обусловленная эффектом Дембера). Однако это распределение зарядов не приводит к равновесной поверхностной разности потенциалов, так как сама система не находится в равновесии когда процесс образования зарядов заканчивается, напряжение, обусловленное эф ктом Дембера, исчезает (см. раздел IV, 6). [c.672]

Исследования поведения электронов в других благородных газах показали наличие малой положительной длины рассеяния для неона и, по-видимому, существование отталкивания в случае более тяжелых элементов. Токи ионизации и подвижности носителей заряда измерялись во многих неполярпмх растворителях, но характер отих носителей в большинстве случаев неясен только в гелии и, возможно, в жидких водороде и неоне можпо просто исключить примеси электронных ловушек. [c.132]

В графитированных материалах не только увеличивается степень заполнения валентной зоны, но и уменьшается разрыв между ее верхней границей и нижней границей зоны проводимости. Это создает благоприятные условия для активации электронов из валентной зоны в зону проводимости уже при низких температурах. Возникновение и совершенствование структуры графита сопровождается ростом подвижности носителей тока, что подтверждается расчетами, произведенными автором и Паншиным [52], Хренковой и Касаточкиным [19, 82]. Положительный температурный коэффициент электрического сопротивления графитовых тел обусловлен рассеянием носителей заряда на тепловых колебаниях кристаллической решетки. [c.207]

Донорные и акцепторные примеси вызывают возникновение соответственно отрицательных (электронов) и положительных (дырок) носителей заряда. Если в кристалле преобладают донорные или акцепторные примеси, значение п в уравнении (10) соответствует суммарной концентрации электрически активных примесей. Но если донорные и акцепторные примеси присутствуют примерно в одинаковых количествах, они взаимно компенсируются и значение п может быть намного меньше суммарного количества примесей. Однако и в этих случаях возмогкно определение суммарного количества донорных и акцепторных примесей путем измерения подвижности зарядов, обусловливающих эффект Холла. Этот параметр измеряется благодаря рассеянию носителей заряда па донорных и акцепторных элементах. [c.385]

Градиент температур создает в проводнике градиент концентраций носителей заряда (элеюронов), отчего возникают два диффузионных потока носителей заряда вдоль и против грааи-ента температур, создающих избыток отрицательных зарядов на одном конце проводника М2, а на другом - положительных. Напряжение, определяемое гальванометром У, зависит от различия подвижностей горячих и холодных электронов. [c.183]

В 1948 г. Пуцейко [4] установила существование фотоэффекта в микрокристаллических порошках не только для фотографических сенсибилизаторов —цианинов, но также и для фталоцианинов Mg, Си и без металла. Спектральное распределение фотоэффекта (рассчитанное на равную падающую энергию) совпало со спектром поглощения слоя. Постоянное электрическое поле, приложенное к конденсатору [1], позволило увеличить сигнал и определить в некоторых случаях знак носителей зарядов. Этот прием позволил по аналогии с идентичным поведением фотополупроводников />-типа установить, что во фталоцианинах подвижными зарядами служат положительные дырки [4]. [c.222]

Полупроводники в качестве ионизационных камер. При использовании кристаллических счетчиков возникают серьезные ограничения, обусловленные тенденцией носителей заряда (электронов и положительных дырок ) захватываться примесями и дефектами кристалла захваченные заряды искажают приложенное поле и ведут к поляризации кристалла и к различным амплитудам импульса от моноэпергетических ионизирующих частиц. Помимо этого, воспроизводимость недостаточно хороша при смене кристаллов. Эти недостатки в значительной мере устранены в недавно разработанных полупроводниковых приборах. Подвижности и времена жизни носителей заряда в полупроводниках гораздо больше, чем в изоляторах, и поэтому захват носителей представляет существенно менее сложную проблему. Кроме того, энергетическая щель между самой верхней заполненной полосой и полосой проводимости составляет в полупроводниках, как правило, всего лишь 1 эв это означает, что необходимая для образования пары электрон — дырка энергия относительно невелика и, следовательно, полупроводниковые детекторы потенциально обладают хорошим энергетическим разрешением. [c.142]

Если вводить в кристаллическую решетку германия (кремния) атом галлия или другого элемента 11IA подгруппы, то у атома замещающей примеси не хватит одного электрона для осуществления четырех нормальных связей с соседними атомами германия. Одна из связей будет незаполненной (одноэлектронной), но атом галлия и смежный с ним атом германия будут электронейтральными. Однако при небольшом возбуждении электрон из какой-либо нормальной соседней связи между атомами германия может перейти в место незаполненной связи. Тогда у атома галлия появится отрицательный заряд, а где-то вблизи возникнет дырка (рис. 74). Таким легированием германия (кремния) элементами IIIA подгруппы можно повышать концентрацию дырок, которые станут основными носителями подвижных зарядов, а электроны — неосновными. Так как энергия возникновения дырки вблизи акцепторной примеси Д а тоже порядка сотых долей электрон-вольта, то появление галлия в решетке германия как примеси замещения, по-видимому, приводит к появлению локального уровня Ец вблизи верхнего края валентной зоны (рис. 74,6). Уже при невысокой температуре электроны из валентной зоны переходят на этот акцепторный уровень оставляя дырку в валентной зоне. Полупроводники с избытком дырок (с акцепторными примесями) называются дырочными или р-типа полупроводниками (от лат. positive — положительный). [c.240]

Имеется очень мало сведений о подвижности протона в других материалах. Так, в биофизике обнаружена возможность цепной проводимости протеинов. Поллок и Уббелоде [229] измерили электропроводность и кажущуюся энергию активации ряда гидратов кислот. Обычно электропроводность дегидратированных форм карбоновых кислот ниже, а энергия активации выше, чем у их кристаллических гидратов (см. табл. 13). Считают, что электропроводность обусловлена протонами, хотя ни заряд носителей (эффект Холла), ни их концентрация не были определены. Удельная электропроводность в общем больше, чем у льда, однако прн этом следует учесть, что соответствующие измерения проведены при более высокой температуре. На возможность существования стадии переноса протона в твердом NiOH-OH, который образуется в качестве промежуточного соединения при зарядке положительного окисноникелевого электрода никелевых аккумуляторов, указали Джонс и Винн-Джонс [230], которые рассматривали такой перенос как одну из стадий механизма зарядка — разрядка [231, 233]. Доказательство этого механизма было получено Луковцевым и Слайдинем [231], которые изучали анодный ток, необходимый [c.156]

Носителями электрического заряда в разряде являются электроны и положительные ионы. Последние образуются при столкновениях электронов или даже быстрых ионов с нейтральными молекулами. Подвижность ионов гораздо меньше, чем электронов. Поэтому электроны легко проходят расстояние от катода до анода и отдают последнему свой заряд. Разряд положительных ионов затруднен, и они накопляются вблизи катода. Таким образом у катода возникает резкое падение потенциала. Кроме того, вследствие сил трения между ионами и окружающим газом возникает разность давлений, известная под названием давления Чаттока [159]. Эта разность давлений вызывает в свою очередь движение газа, так называемый электрический ветер. [c.123]

Проводимость зависит не только от мощности дозы, но и от вида излучения. При действии рентгеновского излучения проводимость изменяется больше, чем при действии -излучения [116]. Сильно поглощаемое излучение создает более высокую степень ионизации и повышает концентрацию свободных носителей электричества, обусловливая переход линейной зависимости в дробностепенную [117]. Объяснение возможности существования различных значений степенного показателя дано Фаулером [118], исследовавшим взаимосвязь между подвижностью электронов и распределением электронных ловушек по энергиям. При однородном распределении ловушек по энергиям значения а возрастают до 1 при экспоненциальном распределении значения а могут снижаться до 0,5. Значения а определяются одновременным протеканием ионизации и рекомбинации. При этом в основу положено равенство концентраций положительных и отрицательных зарядов, возникающих при облучении полимера. [c.42]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология