Дырка положительная масса

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]

Отдельные слои в монокристаллах графита принято представлять как двумерный металл с эффективной массой носителя тока, равной массе свободного эЛектрона. В перпендикулярном к слоям направлении - графит полупроводник. Поэтому ток в графите переносится как электронами, так и положительными дырками, а его проводимость определяется концентрацией носителей тока и их средним свободным пробегом. В самом общем виде электросопротивление можно рассчитывать по формуле р= АрП, где Ар — фактор, учитывающий влияние пористости, текстуры и температуры измерения / — средняя длина свободного пробега электронов. [c.88]

Диссоциация и локализация заряда. В обычных масс-спектрометрах молекула испытывает столкновение только с одним электроном, вероятность столкновения с которым для всех атомов в молекуле приблизительно одинакова. После столкновения образовавшийся на одном из атомов положительный заряд, или дырка, расплывается по всей молекуле. Процесс этого расплывания описывается квантово-механически качественно можно представить, что с течением времени меняется распределение по вероятности обнаружения дырки на том или ином атоме молекулы. В начальный момент времени вероятность обнаружения дырки на атоме, испытавшем столкновение, равна 1, для остальных атомов молекулы [c.13]

Шр — эффективная масса положительной дырки [c.327]

Индекс е относится к электронам, тогда как р означает положительные дырки т—эффективная масса А — зона перекрывания Кх и Ку — соответственно х и у компоненты волнового вектора. [c.340]

В результате отрыва электрона атом оказывается положительно заряженным в нем образуется область, которую называют дыркой . Ее может заполнить электрон соседнего атома, при этом появится новая дырка. Переходя таким образом от атома к атому, дырка как бы перемещается в кристалле. Под действием электрического и магнитного полей дырка ведет себя так же, как и частица, обладающая массой, близкой к массе электрона, и положительным зарядом, равным по абсолютной величине заряду электрона она перемещается от положительного полюса к отрицательному, т. е. в направлении, обратном движению электронов. Электропроводность в полупроводнике, связанная с движением дырок , называется дырочной проводимостью. [c.249]

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]

Настоящая глава посвящена электронам проводимости. Каждый электрон в любом теле имеет заряд, равный заряду свободного электрона. Даже дырке, оказывается, можно не приписывать положительный заряд, если учесть, что она представляет собой незанятое электроном состояние с отрицательной эффективной массой (см. (16.3)). [c.310]

Электропроводность полупроводника обусловлена либо перемещением электронов в зоне проводимости (проводимость п-типа), либо движением дырок — свободных мест в нормально заполненной зоне (проводимость р-типа). Дырку можно грубо представлять себе как свободную валентную связь проводимость осуществляется за счет обмена электронами с соседними насыщенными валентными связями, в результате чего дырка будет перемещаться по решетке под влиянием электрического поля как положительный заряд. Методами квантовой теории можно показать, что во многих отношениях дырка ведет себя аналогично положительному заряду (- - е) с эффективной массой порядка массы свободного электрона. [c.290]

Позитроны. Позитронный (или р+) распад связан с превращением протона в нейтрон и сопровождается уменьшением 2 на единицу. Этот тип распада встречается у ядер, обладающих избытком протонов по сравнению со стабильным изобаром (т. е, ядро лежит на правом склоне долины стабильности ). Процесс р -распада был обнаружен спустя несколько лет носле того, как существование позитрона было постулировано Дираком из чисто теоретических соображений. Исследуя свойства предложенного им релятивистского волнового уравнения для электрона, Дирак установил, что уравнение имеет решения, соответствующие существованию электрона в положительных и отрицательных энергетических состояниях, причем абсолютное значение энергии всегда больше тс (пг — масса электрона). Для объяснения физического смысла отрицательных, не наблюдающихся на опыте, уровней энергии Дирак предположил, что обычно все отрицательные уровни заполнены. В таком случае переход электрона с отрицательного уровня на положительный (связанный с увеличением его энергии на величину, превышающую 2тс ) должен обнаружиться не только по появлению обычного электрона, но и по одновременному появлению дырки в бесконечном море электронов с отрицательной энергией. Такая дырка должна обладать свойствами положительно заряженной частицы, а в остальном не должна отличаться от обычного электрона. Вслед за обнаружением позитрона — сначала в космических лучах, а затем при процессах р+-распада — вскоре последовало открытие процессов образования пар позитрон — электрон и их аннигиляции. Все эти опытные данные можно рассматривать как экспериментальное подтверждение теории Дирака. [c.57]

Так как понятие дырка в электронной теории металлов не вполне однозначно, то последнее высказывание требует уточнения. В 4 мы видели, что электроны с энергией, близкой к максимальной в данной зоне, обладают отрицательной эффективной массой. Эти электроны в ряде случаев ведут себя как частицы с положительным зарядом (например, в постоянном магнитном поле вращаются в направлении, противоположном правилу буравчика, замедляются электрическим полем, ускоряющим свободные электроны, и т. п.). Как правило, в окончательные формулы (для электропроводности, для константы Холла и др.) входит не число электронов с отрицательной эффективной массой, а число свободных состояний с отрицательной эффективной массой. Последнее и принято называть числом дырок . При этом, однако, все рассмотрение вообще можно вести, не оговаривая существования дырок , достаточно последовательно учитывать характер закона дисперсии вблизи максимума энергии ). Если в результате столкновения электрон из состояния с положительной эффективной массой перейдет в состояние с отрицательной эффективной массой, то это можно, конечно, трактовать как аннигиляцию электрона и дырки , по можно (и, с нашей точки зрения, даже удобнее) не вводить новых понятий, а при дальнейшем расчете, если необходимо, учесть то обстоятельство, чго в конечном состоянии электрон обладает отрицательной эффективной массой. [c.73]

Примесный уровень иногда располагается близко к низшему уровню свободной зоны, а иногда ближе к верхнему краю заполненной зоны. В первом случае атом примеси может легко отдать электрон в зону проводимости, поскольку ему для этого потребуется меньше энергии. Во втором случае атом примеси относительно легко присоединяет электроны, вылавливая их из заполненной зоны. Вследствие этого в заполненной зоне появляется вакантный уровень — дырка , которая ведет себя подобно положительному заряду и может перемещаться в массе вещества. Это также повышает проводимость полупроводника ( дырочная проводимость). [c.441]

Дырка — недостаток электрона в составляющей кристалл частице (атоме, молекуле или ионе), она в кристалле ведет себя как положительно заряженная частица. Движется дырка за счет перезарядки. Эффективная масса у дырки, как правило, [c.53]

Повышенная электрическая проводимость органических полупроводников объясняется высокой подвижностью я-электро-нов сопряженных двойных связей. Это обусловливает эстафетную электронно-дырочную проводимость при состоянии, когда электроны находятся в них на более высоких энергетических уровнях. В результате взаимодействия с поверхностью, ограничивающей объем, электрон мол<ет оторваться от молекулы л попасть на поверхность. При этом в молекуле возникает вакансия— дырка. Эффективная масса электронов и дырок много меньше массы молекулы, так что у соседней молекулы, которая не успевает заметно сместиться, один из электронов. может перескочить в образовавшуюся дырку. Одновременно мигрируют как положительные, так и отрицательные заряды. Электрическая проводимость по эстафетному механизму возникает за счет электронных донорно-акцеиторных взаимодействий между молекулами и на границе масляной фазы с поверхностью металла. В отличие от ионной или форетической проводимости при эстафетной электрической проводимости не происходит переноса вещества, а значит, последняя не долл<на зависеть от вязкости среды. [c.61]

В своей первоначальной теории Дирак рассматривал отрицательные решения релятивистского уравнения одной частицы как решения, соответствующие отрицательной энергии. Физическая интерпретация таких состояний наталкивается на непреодолимые трудности. Частица с отрицательной энергией должна иметь отрицательную массу ее ускорение должно быть направлено против силы. Состояния с отрицательной энергией сколь угодно большой величины проявились бы в возможности неограниченного выделения частицей энергии при переходе во все более низкие состояния. Чтобы обойти эти трудности, Дирак в 1930 г. выдвинул предполол ение, что пустое пространство — вакуум — представляет собой пространство, в котором все состояния отрицательной энергии (их бесконечно много) заполнены электронами, а состояния с положительной энергией свободны. В каждой точке такого пустого пространства имеется бесконечно много электронов отрицательной энергии, которые образуют своеобразный фон , от которого следует проводить отсчеты всех физических величин. Отклонение числа электронов от нормального— фонового — числа проявляется в наличии частиц с электрическим зарядом, создающим электрическое поле, и массой, создающей гравитационное поле. Если имеется один электрон с положительной энергией, то он не может перейти в состояния отрицательной энергии, так как они все заняты (см. в 72 принцип Паули). Если одно из состояний в фоне свободно — дырка в фоне , то этому состоянию должна соответствовать частица с положительной массой и положительным зарядом. Такие частицы в 1930 г. не были известны, поэтому Дирак пытался отолсдествить дырочные состояния с протоками. В 1932 г. были открыты позитроны — частицы с массой электрона и положительным зарядом. Открытие позитронов значительно повысило интерес к теории дырок , развитой Дираком. Многие свойства позитронов хорошо описывались теорией дырок . Было установлено, что позитрон возникает всегда в паре с электроном. При этом поглощается энергия, превышающая 2тс2, Теория дырок легко объясняет это явление. Для образования позитрона надо перевести электрон из состояния отрица- [c.304]

У некоторых полупроводников эффективная масса дырок очень велика ио сравнению с эффективной массой электронов проводимости, и поэтому основной вклад в электрические свойства дают электроны проводимости. Такие полупроводники называются электронными полупроводниками или полупроводниками п-типа (от слова negativ — негативный, т. е. отрицательный). В противоположном случае (большая эффективная масса электронов проводимости) основной вклад дают дырки. Такие полупроводники называются дырочными полупроводниками или полупроводниками р-типа (positiv — позитивный, т. е. положительный). [c.216]

Этот третий род взаимодействий является более интересным и неожиданным, и даже приближенное объяснение его не может быть дано без привлечения квантово-механических представлений. Согласно Дираку, электроны могут существовать в состояниях как положительной, так и отрицательной кинетической энергии. Обычно мы не замечаем отрицательных электронов с отрицательной энергией просто потому, что они имеются повсюду. При столкновении достаточно энергичного -фотона с одним из этих электронов фотон может вырвать его из состояния отрицательной энергии и таким образом освободить его. Электрон вылетит как обычный отрицательный электрон с положительной кинетической энергией, оставив положительную дырку в сплошном фоне отрицательного заряда. Эта дырка ведет себя как положительный заряд, т. е. как позитрон. Позитрон и электрон имеют одинаковую массу покоя то, энергетический эквивалент которой равен тос1 Фотон с энергией 2 тоС (1,02 Мэе) или большей может таким образом вызвать рождение электрон-нозитронной пары. Из всей энергии фотона первые 1,02 Мэе используются для создания массы покоя, а остаток переходит в кинетическую энергию электрона и позитрона. Фотон не рассеивается в этом процессе, а полностью поглощается. Вследствие требований сохранения энергии и импульса рождение пар не может происходить в пустом пространстве, ему в большой степени способствует наличие атомных ядер рождение пар может происходить и в присутствии электрона. В первом приближении вероятность рождения пар в поглощающей среде пропорциональна Z , так что для его изучения наиболее удобны элементы с большим атомным номером, например свинец. [c.35]

В табл. 9 приведены экспериментально измеренные значения Q. Исследователи приводят иногда дополнительные сведения по этому вопросу. Так, Нельсон [106] сообщает о том, что в интервале температур от 20° до 80° термоэлектродвижущая сила почти не зависит от температуры, если измерения ведутся при постоянной проводимости, и изменяется обратно пропорционально проводимости, если ее измерять при постоянной температуре. [Полученные значения Q соответствуют, согласно уравнению (28), расстоянию между Ес и Ер, равному всего 0,04 зв. Гарретт [33] получил для фтало-цианинов еще меньшее (но положительное) значение. Это позволило ему объяснить близость значений Ер и Еу, исходя из предположения о наличии низкого акцепторного уровня или очень высокого отношения эффективных масс П1п1т% (последнее, возможно, вызвано тем, что электроны в зоне проводимости практически связаны и проводимость осуществляется дырками в валентной зоне). В некоторой степени аналогичные замечания можно сделать и в отношении красителей, ссылаясь при этом на электроны зоны проводимости, а не на дырки валентной зоны. Предполагается, что толщина пространственно-заряженного слоя мала по сравнению с расстоянием между электродами. [c.704]

В том случае, когда диэлектрическая постоянная велика (порядка десяти) орбита экситона может простираться на такое большое расстояние, что в первом приближении роль кристалла можно рассматривать как действие непрерывной диэлектрической среды. В этом случае предпочтительнее пользоваться приближением Мотта —Ванье, основанном на представлении об эффективной массе [7, 96]. Согласно этой модели, электрон движется в кулоновском поле положительной дырки, величина которого зависит от диэлектрической проницаемости. При этих условиях должен существовать ряд водородоподобных связанных состояний. Более близким к действительности является представление об экранированном потенциале, существование которого ведет в частности к смещению основного состояния в последовательности водородонодобных состояний [61, 62]. Еще более близким к действительности является представление о поляризации ионной структуры, в которой движутся носители частично разделенных зарядов, в результате чего движущиеся носители зарядов оказываются окутанными создаваемыми нри этом локализованными состояниями, или модами , получившими название поляронов [c.142]

Из условия электронейтральности следует, что с выходом, равным С(естаб)-. в облученных спиртах стабилизируются также положительные ионы. Такими ионами могут быть RHOHJ или непарамагнитные осколочные ионы. Молекулярные катионы RHOH и другие можно исключить, так как в спектрах ЭПР облученных спиртов не наблюдается сигналов, обусловленных положительными ионами. В масс-спектрах большинства простых спиртов [149] наиболее интенсивные пики соответствуют осколочным ионам ROH+. Однако сомнительно, чтобы диссоциативная ионизация эффективно протекала в конденсированной фазе. Молекулярные ионы, по-видимому, в основном участвуют в ионно-молекулярных реакциях (7) и (8), приводящих к образованию протонированного иона RHOHg. На возможность реакций переноса протона с участием молекул спирта при 77° К указывает, например, эффективное ингибирование миграции дырки спиртами и другими соединениями с большим сродством к протону при радиолизе парафинов [150]. Последнее можно объяснить реакцией переноса протона от молекулы матрицы к спирту [c.219]

Итак, внутри каждой полосы разрешенных энергий эффективная масса меняется от положительных значений через оо до отрицательных величин (см. рис. 2). Каково поведение электронов, находящихся в состояниях с отрицательной эффективной массой Для этих электронных состояний вблизи верхнего края полосы кривизна имеет отрицательный знак, а потому из уравйения (1.22) видно, что ( и/Л)< <0, в то время как действующая сила положительна. Значит, что сила замедляет движение этих электронов по направлению своего действия. Это можно понять, если допустить, что вблизи верхней границы зоны не все состояния заполнены и имеются вакансии, которым можно приписать положительный знак. Эти вакантные состояния с положительным знаком называются дырками. Таким образом, понятие дырки так же, как и представление об эффективной массе, вытекает из применения квантовой теории к твердому телу. [c.20]

Электрическое — это единственное явление, которому Б историческом плане сильно повезло его с самого начала определили сравнительно удачно. Большая заслуга в этом принадлежит Гильберту, Симмеру, Франклину [53]. Франклин был сторонником существования одного невесомого и неуничтожимого электрического флюида, избытком или недостатком которого объяснялись электрические эффекты. Симмер доказывал, что электрических флюидов должно быть два (положительный и отрицательный) со временем эта точка зрения одержала верх. Однако не исключено, что придется вновь вернуться к одному флюиду, имея в виду пример со спиновым явлением и хрононами, у которых отражение от зеркала изменяет знак на обратный. Нечто похожее можно предположить и у электрического вещества, в каких-то условиях способного изменять свой знак. На подобные мысли наводят эксперименты с так называемой дырочной проводимостью в твердых телах, где дыркам приписываются определенные массы и положительный заряд, по абсолютной величине равный отрицательному заряду электрона. [c.273]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология