V{maketoc}

! دید کلی:

((جریان الکتریکی)) در ((اجسام نیم رسانا|نیم رسانا))ها ، درست مانند ((فلزات)) از حرکت الکترون ها به وجود می آید. ولی شرایط و طبیعت حرکت الکترون ها در نیم رساناها اساسا متفاوت است، همین تفاوت ((خواص الکتریکی مواد|خواص الکتریکی)) ویژه نیم رساناها را توضیح می دهد.

((چگالی عددی)) الکترونهای آزاد در فلزات خیلی بالاست به طوری که بیشتر اتم ها یونیزه اند. ((رسانش در فلزات)) عملا به سبب الکترونهای آزاد است. در نیم رساناها که در آنها چگالی عددی ((الکترونهای آزاد)) بسیار کم است، فرایند دیگری را باید به حساب آورد، که می تواند در رسانش آنها به همان اندازه نقش مهمی را ایفا کند.

! حرکت حاملین بار در نیم رسانا:

در نیم رساناها تعداد نسبتا کمی ((الکترون)) آزاد از اتمها جدا می شوند و آنها را به ((یون)) تبدیل می کنند. هر یک از این یونها توسط شمار زیادی اتمهای خنثی احاطه شده اند. ((اتم))های خنثی کاملا مجاور یون می توانند به آسانی الکترونهایشان را به آن بدهند، در نتیجه یون را به صورت خنثی در بیاورند و خودشان یون بشوند.

بنابراین ، در نتیجه این تبادل الکترونها ، جای یونهای مثبت در نیم رسانا عوض می شود. به عبارت دیگر ، مثل این است که یون مثبت در نیم رسانا حرکت می کند. از این رو همراه با حرکت الکترونهای آزاد ، در نیم رسانا فرایند دیگری ، یعنی جا به جایی بارهای مثبت ، نیز اتفاق می افتد.

! حرکت حاملین بار در نیم رسانا در حضور میدان خارجی:

تا وقتی که ((میدان الکتریکی)) بر نیم رسانا اعمال نشده است، فرایندهای داخلی نیم رسانا کاتوره ای هستند به طوری که در میانگین برای هر جابجایی الکترونی در یک راستا جا به جایی ((الکترون)) دیگری در راستای مخالف متناظر است (همین در مورد جایگاه های باردار مثبت نیز صادق است).

اگر میدان اعمال شود، این فرایندها در راستای مسلطی را کسب می کنند، یعنی ((الکترونهای آزاد)) در راستای مخالف میدان حرکت می کنند در حالی که جایگاه های مثبت در راستای میدان جا به جا می شوند. این جا به جایی مسلط جریانی در امتداد میدان الکتریکی به وجود می آورند و رسانندگی برآیند را این فرایندها تعیین می کنند.

بنابراین ، جایگاههای بار مثبت در راستای مخالف جا به جا می شوند. زیرا آنها در خلاف جهت حرکت الکترونها حرکت می کنند. در نیم رسانا ، الکترونهای آزاد در جهت مخالف میدان الکتریکی حرکت می کنند، به علاوه انتقال الکترون ها از اتم های خنثی به یون مثبت صورت می گیرد، که هم ارز حرکت یون های مثبت در امتداد میدان است.

! حرکت حفره ها در نیم رسانا:

در ((اجسام نیم رسانا|نیم رسانا)) جایگاه ، جایی که یون مثبت به جای ((اتم)) خنثی قرار دارد، ((حامل بار حفره|حفره)) نام دارد. گفته می شود که در نیم رسانا بخشی از جریان را حرکت الکترونهای آزاد در جهت مخالف میدان درست می کنند و بخش دیگر حرکت حفره ها در امتداد میدان است.

باید به خاطر داشت که در واقع الکترونها حرکت می کنند. ولی در نتیجه حرکت الکترون های از قبل مقید ، از اتم ها به یون ها ، به نظر می رسد که حفره های مثبت نیز حرکت می کنند. ((الکترون)) آزاد ، با برخورد به یک حفره ، می تواند با یون مثبت ترکیب شود. در این حالت الکترون آزاد و حفره از بین می روند. این فرایند را ((ترکیب مجدد حاملین بار)) گویند.


! مباحث مرتبط با عنوان:

*((اجسام نیم رسانا))
*((الکترونهای آزاد))
*((ترکیب مجدد حاملین بار))
*((چگالی عددی))
*((حامل بار حفره))
*((رسانش در فلزات))