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什么是载流子?什么是带正电的载流子?

能源 科技改变生活 2022-08-12 09:25 0 18243

什么是载流子?导体导电是由于电子的移动而造成的,而半导体材料的导电就不同,除了电子之外,还有一种空穴可以导电,其导电性能同时取决于电子和空穴的浓度、分布和迁移率。这些导电的电子、空穴被称为载流子。从中可以看出,载流子就是电荷的载体,也就是能够移动的荷电粒子。 

固体的原子是由含质子与中子的原子核和其外围的电子构成的。带正电的质子在导电的条件下不能脱离原子核,假设真的脱离,那么该种原子就会变成另一种类的原子。再说,质子的质量是电子的1836倍,根本无法在固体中流动。的确在自然界存在有质量与电子相等却带正电荷的质子,但它在稳定原子的固体中不能存在。根据这些情况看来,在固体中好像只可能有带负电荷的电子作为载流子。既然如此,那什么是带正电的载流子呢? 

带正电的载流子,用经典的物理学知识很难理解,但可以用量子力学的能带理论来解释。在半导体中存在价带、禁带和导带,假设一个电子越过禁带到达导带,这个电子原来属几个原子共价键中的一个,那么从电平衡的角度来看,在这个区内就带正电,其电荷量与电子相等,由于缺少了一个电子,就称它为“空穴”。这种空穴不但带有电荷,而且还可以在电场作用下进行流通。流动的机理是,邻近的原子中电子可以过来弥补这个空穴,而本身却产生了一个空穴,这样形成电流。从这里也可以看出,只有在共价键的情况下才能产生空穴导体。 

由以上的介绍可以看出,空穴是电荷的载体,是带正电荷的。也就是说,空穴就是带正电的载流子。

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