2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




На страницу 1, 2  След.
 
 Плотность электронно-дырочного газа
Сообщение15.10.2013, 15:34 
Чему равна максимально возможная плотность электронно-дырочного газа в металлах и других твёрдых телах, и как она определяется? Допустим электроны и дырки не собираются рекомбинировать.

 
 
 
 Re: Плотность электронно-дырочного газа
Сообщение15.10.2013, 18:44 
Аватара пользователя
Nessen8 в сообщении #775487 писал(а):
Допустим электроны и дырки не собираются рекомбинировать.

LOL

Именно скоростью рекомбинации и определяется.

 
 
 
 Re: Плотность электронно-дырочного газа
Сообщение15.10.2013, 19:20 
Электронно-дырочный газ в металлах, к примеру, существует в состоянии равновесия и нет рекомбинации. Для того чтобы возникла рекомбинация, нужно возбуждать атомы, но это не единственный способ увеличить плотность электронно-дырочного газа.

 
 
 
 Re: Плотность электронно-дырочного газа
Сообщение15.10.2013, 22:43 
Аватара пользователя
Nessen8 в сообщении #775580 писал(а):
Электронно-дырочный газ в металлах, к примеру, существует в состоянии равновесия и нет рекомбинации.

Равновесие в нём динамическое. Рекомбинация, конечно же, есть. Но ей противостоит противоположный процесс - рождение пар, например, на фононах. Фоторождение.

Конкретные формулы есть в Киттеле, кажется, в Зи, в книгах по полупроводникам и полупроводниковым приборам. Даже в Википудии, уверен, есть. Там член рекомбинации стоит, как не быть, но он со знаком минус, а есть и другие вклады, со знаком плюс.

 
 
 
 Re: Плотность электронно-дырочного газа
Сообщение24.10.2013, 14:19 
Аватара пользователя
Munin прав в отношении большинства полупроводников, но не все так просто в общем случае - тут еще имеет значение природа химической связи. Два примера - металлическая связь в металлах и легирование полупроводников примесями. В первом случае, я так понимаю, электронная плотность зависит от плотности самого вещества и валентности составляющих атомов. Во втором случае - от концентрации примесей.

 
 
 
 Re: Плотность электронно-дырочного газа
Сообщение24.10.2013, 16:30 
Аватара пользователя
Ну да, я про чистые полупроводники, пардон, что не оговорил. В легированных плотность примеси задаёт минимум.

В металлах - там, насколько я помню, понятие дырок вообще не рассматривается. Хотя, может быть, я неправ: на поверхности Ферми есть и электонные, и дырочные участки. Это тонкость определений... Очевидно, там ничего не рекомбинирует при $T=0.$

 
 
 
 Re: Плотность электронно-дырочного газа
Сообщение12.11.2013, 22:36 
Цитата:
В первом случае, я так понимаю, электронная плотность зависит от плотности самого вещества и валентности составляющих атомов.
Существуют ли металлы в которых плотность электронно-дырочного газа способна легко возрасти раза в два? Или в материалах наподобие графена?

 
 
 
 Re: Плотность электронно-дырочного газа
Сообщение13.11.2013, 12:11 
Аватара пользователя
Nessen8 в сообщении #788057 писал(а):
Существуют ли металлы в которых плотность электронно-дырочного газа способна легко возрасти раза в два? Или в материалах наподобие графена?

Возрасти под действием чего? Имеется в виду температурная зависимость или оптическая генерация носителей заряда?

 
 
 
 Re: Плотность электронно-дырочного газа
Сообщение14.11.2013, 22:31 
Цитата:
Возрасти под действием чего? Имеется в виду температурная зависимость или оптическая генерация носителей заряда?
Инжекция носителей к примеру или термоэлектрический эффект.

 
 
 
 Re: Плотность электронно-дырочного газа
Сообщение15.11.2013, 15:19 
Аватара пользователя
Nessen8 в сообщении #788733 писал(а):
Инжекция носителей к примеру или термоэлектрический эффект.


Если мы говорим о металлах, то я думаю, что вряд ли. К примеру, как можно инжектировать носители в металл? Или какой термоэлектрический эффект приводит к увеличению концентрации электронов в металле (обычно меняется их подвижность)? А в полупроводниках такое увеличение возможно, особенно при низких температурах и при малых собственных концентрациях.

 
 
 
 Re: Плотность электронно-дырочного газа
Сообщение16.11.2013, 00:28 
Аватара пользователя
А чем термоэлектрический эффект отличается от указанной Freude в post788184.html#p788184 температурной зависимости?

 
 
 
 Re: Плотность электронно-дырочного газа
Сообщение16.11.2013, 02:39 
Аватара пользователя
Munin в сообщении #789153 писал(а):
А чем термоэлектрический эффект отличается от указанной Freude в post788184.html#p788184 температурной зависимости?


Я невнимательно прочитал вопрос и думал, что речь идет о полупроводниках. Там концентрации носителей сильно зависят от температуры из-за возможной генерации электронно-дырочных пар в собственном полупроводнике или термоактивации примесей в полупроводниках n- или p-типа. В металлах зависимость положения уровня Ферми от температуры очень слабая и нагрев не приводит к существенному изменению числа частиц.

Термоэлектрические эффекты (Зеебека, Пельтье, Томпсона) связаны с контактными явлениями и с изменением подвижности носителей заряда при нагреве как в металлах, так и в полупроводниках.

 
 
 
 Re: Плотность электронно-дырочного газа
Сообщение16.11.2013, 09:40 
Аватара пользователя
Freude в сообщении #789172 писал(а):
В металлах зависимость положения уровня Ферми от температуры очень слабая и нагрев не приводит к существенному изменению числа частиц.

Опять же, если нету примесей или каких-либо краёв зон около поверхности Ферми.

Freude в сообщении #789172 писал(а):
Термоэлектрические эффекты (Зеебека, Пельтье, Томпсона)

А, понял. А то что-то у меня термин в дырку в памяти провалился...

 
 
 
 Re: Плотность электронно-дырочного газа
Сообщение17.11.2013, 02:57 
Аватара пользователя
Цитата:
Опять же, если нету примесей или каких-либо краёв зон около поверхности Ферми.


Да, это так. Хотя, если край зоны находится около поверхности Ферми, то металл становится "странным" металлом. Не является ли положение края зоны относительно поверхности ферми критерием дифференциации полупроводников и металлов (не знаю точно)?

 
 
 
 Re: Плотность электронно-дырочного газа
Сообщение17.11.2013, 20:17 
Аватара пользователя
Классификацию просто усложняют: есть безщелевые полупроводники, полуметаллы, и наверняка что-то ещё.

 
 
 [ Сообщений: 17 ]  На страницу 1, 2  След.


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group