從能帶角度解釋為什麼電子的有效質量絕對值小於空穴,而遷移率高

2021-03-27 05:52:13 字數 749 閱讀 6479

1樓:匿名使用者

有效質量的**是我們將帶底附近的載流子能量做了簡諧近似。也就是我們把載流子的能量對波矢k做級數展開,並保留到第二項。由於第一項是e對k的斜率為0;而在帶底這個第二項,包含兩個部分,一個是能量e對波矢k的二階微分,還有一個波矢k的平方。

我們知道波矢k又是和動量p正比,因此現在這個方程看起來就是一個係數乘上動能的平方,很像我們平時對動能的定義,於是我們就做了一個類比,將前面的那個e對k的二階微分的導數類比於質量,這就是有效質量。

簡而言之,有效質量是我們在能量理論下做的一個類別,其直接的結論是有效質量與能帶的曲率成反比。而導帶的曲率比價帶大,因此電子有效質量比空穴小。從物理角度上講,價帶電子近似自由,收到的散射和舒服更小;而空穴依舊受到原子核的束縛。

在同樣的外力作用下,電子看起來會比空穴輕。

遷移率正比於載流子運動的平均自由時間,也正比於平均速度,因此反比於有效質量。更科學的解釋同上,因為空穴運動時受到的束縛和散射比電子更多,因此他的遷移率沒有電子大

2樓:匿名使用者

好像我也該去複習量子力學了···

半導體的空穴有效質量一般要大於電子有效質量,為什麼?

3樓:匿名使用者

因為一個空穴的運動是代表了價帶中一大群價電子的相繼運動,空穴不像導電電子那麼自由,所以空穴的有效質量較大,相應的遷移率也就較低。

4樓:石光火

因為空穴的遷移率比電子小。

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