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[交流]
金屬中有沒有空穴？
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| 請教大家一個問題，金屬中有沒有空穴的概念。當(dāng)金屬中自由電子被轉(zhuǎn)移后，會不會像半導(dǎo)體一樣留下空穴？ |
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tangbo(金幣+1):謝謝參與
tangbo(金幣+2): 2011-08-10 15:44:34
tangbo(金幣+1):謝謝參與
tangbo(金幣+2): 2011-08-10 15:44:34
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看了這么多回帖，感覺很多童鞋對空穴的概念沒有深入的理解，我想這可能和我們的教科書有關(guān)。suting309和dawnlight感覺還是有比較厲害的。正如suting309說的，要理解空穴的物理定義，空穴的引入是為了說明導(dǎo)電機理，再具體說就是載流子的輸運特性。只能說某種導(dǎo)電機理或者載流子輸運行為表現(xiàn)為空穴特性，與空穴想對應(yīng)的是“自由電子”，注意這里的“自由電子”和我們經(jīng)常說的電子不是一個等同的物理概念，它也是一種導(dǎo)電機理。所以不能說半導(dǎo)體中有沒有空穴或電子，也不能說金屬中有沒有空穴，只能說某種導(dǎo)電機理是否是空穴導(dǎo)電，空穴導(dǎo)電其實也是電子導(dǎo)電，不過是多電子導(dǎo)電行為，不是自由電子導(dǎo)電行為，這個多電子滿足一定的關(guān)系，在布洛赫定理作用下，這些多電子表現(xiàn)出來的波矢與“自由電子”的正好相反。這樣才能理解空穴的hall效應(yīng)。希望能有個有威望的人出來重新寫篇文章，來詳細探討這些概念，讓大家能深刻領(lǐng)會相關(guān)的基本概念。 |
22樓2011-07-26 00:51:17
12樓2011-07-11 08:50:16
23樓2011-08-01 12:10:18
8樓2011-07-10 23:51:29
9樓2011-07-10 23:52:53
★ ★
小木蟲(金幣+0.5):給個紅包，謝謝回帖
tangbo(金幣+10): 非常感謝您的熱心以及詳細的回答，謝謝~~ 2011-07-20 09:57:33
nono2009(金幣+1): 鼓勵交流 2011-07-30 12:05:00
小木蟲(金幣+0.5):給個紅包，謝謝回帖
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nono2009(金幣+1): 鼓勵交流 2011-07-30 12:05:00
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個人觀點認為： 1. 首先要搞明白什么是金屬？或者所提金屬的定義； 2. 如果是基于傳統(tǒng)金屬材料的定義而言，金屬中不存在空穴；這個在半導(dǎo)體相關(guān)書籍中已經(jīng)有明確表示；另外，從邏輯而言，DRUDE的金屬電子氣體模型中沒有提高空穴；而空穴的引入是在半導(dǎo)體中引出的；半導(dǎo)體理論較金屬自由電子氣體理論晚；那么，半導(dǎo)體相關(guān)理論一定要滿足前面的定義，不能有沖突；可見，金屬中沒有空穴。 3. 如果定義金屬是以：隨溫度降低，電阻率下降的材料為金屬。如bad metal，此時可以認為有空穴。如鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳基氧化物中在低溫時為金屬行為，導(dǎo)電特征可以是電子型也可以為金屬型。這樣的金屬，其實電子并不是完全自由的，結(jié)合也是共價鍵結(jié)合�？梢杂冒雽�(dǎo)體中空穴的定義來進行解釋皆可。 |
13樓2011-07-17 15:45:27
★
小木蟲(金幣+0.5):給個紅包，謝謝回帖
tangbo(金幣+5): 謝謝您再次詳細的回答，小蟲受益非淺，謝謝您~~ 2011-07-20 09:59:02
小木蟲(金幣+0.5):給個紅包，謝謝回帖
tangbo(金幣+5): 謝謝您再次詳細的回答，小蟲受益非淺，謝謝您~~ 2011-07-20 09:59:02
| DRUDE的金屬電子氣體模型中沒有提到空穴，可是這個理論太原始，在很多問題上都無法解釋清楚。半導(dǎo)體理論對半導(dǎo)體很成功，空穴的概念不是半導(dǎo)體材料才有的特定產(chǎn)物，不拿氧化物來說，就拿純的金屬來說，比如說鐵吧，連它的spin能帶都講在電子還是空穴型上的分布�？昭ǖ奈锢矶x，是看費米面附件的能帶結(jié)構(gòu)，這是和輸運相關(guān)的。在金屬Be，Zn，Cd中，空穴導(dǎo)電導(dǎo)致的正hall系數(shù)也很能說明，金屬中也是有空穴的。只是這樣的例子比較少，所以一般書籍就按簡單的能帶模型來說，金屬中不存在空穴。 |
14樓2011-07-18 10:06:19
18樓2011-07-20 16:08:32
26樓2011-08-02 10:19:41
30樓2012-03-09 11:37:54
2樓2011-07-05 13:22:48
3樓2011-07-06 23:36:27
beyond6827
禁蟲 (知名作家)
|
本帖內(nèi)容被屏蔽 |
4樓2011-07-08 10:46:29
beyond6827
禁蟲 (知名作家)
|
本帖內(nèi)容被屏蔽 |
5樓2011-07-08 10:46:52
10樓2011-07-11 00:58:20
11樓2011-07-11 06:47:21
15樓2011-07-20 09:55:09
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小木蟲(金幣+0.5):給個紅包，謝謝回帖
tangbo(金幣+5): 謝謝您的回答~~ 2011-07-21 09:52:13
nono2009(金幣+1): 鼓勵交流 2011-07-30 12:05:18
小木蟲(金幣+0.5):給個紅包，謝謝回帖
tangbo(金幣+5): 謝謝您的回答~~ 2011-07-21 09:52:13
nono2009(金幣+1): 鼓勵交流 2011-07-30 12:05:18
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我也說說。 從能帶理論來說：當(dāng)滿帶頂附近產(chǎn)生p0個空態(tài)時,其余大量電子在外電場作用下所產(chǎn)生的電流,可等效為p0個具有正電荷q和正有效質(zhì)量mp,速度為v(k)的準經(jīng)典粒子所產(chǎn)生的電流.這樣的準經(jīng)典粒子稱為空穴. 而金屬只有導(dǎo)帶，沒有滿帶和空帶。從而金屬不會有電子從滿帶躍遷到空帶形成空穴。 看了夕陽西下的說明，認為內(nèi)層電子的躍遷形成空穴。這是可能的，不過太難了，除非被X射線、伽馬射線或宇宙射線轟擊。 |
16樓2011-07-20 11:23:01
17樓2011-07-20 15:00:37
19樓2011-07-20 16:51:36
racoon01
專家顧問 (著名寫手)
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20樓2011-07-20 16:53:50
25樓2011-08-01 22:50:49
27樓2011-08-15 09:11:31
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小木蟲(金幣+0.5):給個紅包，謝謝回帖
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在下認為，可以從費米-狄拉克統(tǒng)計分布的角度理解。以Na為例哈，在0K下，費米能級Ef0以下的能級均填充有電子，此時的導(dǎo)電為電子導(dǎo)電。在非0K時，費米能級下降，同時一部分電子由于熱激發(fā)而躍遷到Ef之上的能級，距離在幾個KBT范圍內(nèi)，而在Ef下同樣也會出現(xiàn)電子的空位�？瘴坏囊苿樱纯昭ǎ⿲饘俚膶�(dǎo)電有貢獻。此時，電子和空穴共同充當(dāng)載流子。不過，我也在想，它們會不會復(fù)合。一旦復(fù)合就會輻射能量，這一點是我所疑惑的。呵呵 這是在下的理解，望蟲友們大牛們批評指正哈。 |
28樓2012-03-08 23:04:29
zhaoyuan0426
至尊木蟲 (著名寫手)
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29樓2012-03-09 10:54:29
32樓2012-03-10 22:11:09
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小木蟲(金幣+0.5): 給個紅包，謝謝回帖
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空穴是一個物理概念而不是一種粒子，在半導(dǎo)體中空穴的定義是非滿帶大量電子集體運動的等效，用來簡化在某些方面的計算，如此來說如果一個電子在某種作用下被激發(fā)到其他的狀態(tài)而在原狀態(tài)下留下空位就可以說產(chǎn)生了空穴，那么在理論上說空穴是在金屬中存在的，而其作用是簡化對金屬中載流子運動的描述，在能帶論中，空穴具有負的有效質(zhì)量，在對金屬中電子進行計算時所得到的負有效質(zhì)量也可以被認為是空穴，照這種理論在金屬中也是存在空穴的。 感覺樓主的問題還是把空穴理解成了一種粒子，而不是為了簡化計算或描述而引入的一種假設(shè)。 說的不對的地方，請大家指正。 |
33樓2012-03-15 08:58:50
34樓2012-03-15 09:10:21
35樓2012-03-16 14:34:45
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簡單回復(fù)
2011-07-08 11:55
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玉面小飛龍7樓
2011-07-08 16:38
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1517209054321樓
2011-07-21 16:30
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tangbo(金幣+1):謝謝參與
nono2009: 專業(yè)區(qū)求助帖請勿純表賺金幣！ 2011-08-03 06:35:59
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userhung24樓
2011-08-01 20:44
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tangbo(金幣+1):謝謝參與
spin_ice31樓
2012-03-10 12:48
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