半导体内部的载流子有几种运动方式,怎样才能形成电流

半导体内部的载流子有几种运动方式,怎样才能形成电流,第1张

半导体内的载流子有三种运动:载流子的扩散运动,载流子的热运动和载流子的漂移运动。(1)热运动在没有任何电场作用时,一定温度下半导体中的自由电子和空穴因热激发所产生的运动是杂乱无障的,好像空气中气体的分子热运动一样。由于是无规则的随机运动,合成后载流子不产生定向位移,从而也不会形成电流。(2)漂移运动在半导体的两端外加一电场E,载流子将会在电场力的作用下产生定向运动。电子载流子逆电场方向运动,而空穴载流子顺着电场方向运动。从而形成了电子电流和空穴电流,它们的电流方向相同。所以,载流子在电场力作用下的定向运动称为漂移运动,而漂移运动产生的电流称漂移电流。(3)扩散运动在半导体中,载流子会因浓度梯度产生扩散。如在一块半导体中,一边是N型半导体,另一边是P型半导体,则N型半导体一边的电子浓度高,而P型半导体一边的电子浓度低。反之,空穴载流子是P型半导体一边高,而N型半导体一边低。由于存在载流子浓度梯度而产生的载流子运动称为扩散运动。滴入水中的墨水会快速地向四周扩散,打开药品瓶盖,气味会很快充满整个房间等现象,是现实生活中扩散运动的典型例子,是自然界中的一种普遍规律。由于电子载流子和空穴载流子分别带负电和正电,扩散运动导致正负电荷搬迁,从而形成电流,这种由扩散运动形成的电流称扩散电流。

半导体( semiconductor)指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。

超导体(英文名:superconductor),又称为超导材料,指在某一温度下,电阻为零的导体。在实验中,若导体电阻的测量值低于一个极小值,可以认为电阻为零。

半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看,半导体的重要性都是非常巨大的。今日大部分的电子产品,如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。

人类最初发现超导体是在1911年,这一年荷兰科学家海克·卡末林·昂内斯(Heike Kamerlingh Onnes)等人发现,汞在极低的温度下,其电阻消失,呈超导状态。此后超导体的研究日趋深入,一方面,多种具有实用潜力的超导材料被发现,另一方面,对超导机理的研究也有一定进展。

扩展资料:

超导体基本特性:

一、完全导电性

完全导电性又称零电阻效应,指温度降低至某一温度以下,电阻突然消失的现象。完全导电性适用于直流电,超导体在处于交变电流或交变磁场的情况下,会出现交流损耗,且频率越高,损耗越大。

二、完全抗磁性

完全抗磁性又称迈斯纳效应,“抗磁性”指在磁场强度低于临界值的情况下,磁力线无法穿过超导体,超导体内部磁场为零的现象,“完全”指降低温度达到超导态、施加磁场两项 *** 作的顺序可以颠倒。

三、通量量子化

通量量子化又称约瑟夫森效应,指当两层超导体之间的绝缘层薄至原子尺寸时,电子对可以穿过绝缘层产生隧道电流的现象,即在超导体(superconductor)—绝缘体(insulator)—超导体(superconductor)结构可以产生超导电流。

参考资料来源:

百度百科—超导体

百度百科—半导体


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