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Mobilité des électrons
Dans physique, mobilité des électrons (ou simplement, mobilité), est une relation en quantité vitesse de dérive deélectrons à l'appliqué champ électrique à travers un matériel, selon la formule :
là où
est la vitesse de dérive dedans m/s (SI unités) ou centimètre/s (cgs unités).
est le champ électrique appliqué dedans V/m (SI) ou statvolt/centimètre (cgs).
est lamobilité dedans m2/(V·s), dedans SI unités, ou centimètre2/(statvolt·s), dedans cgs unités. Une unité mélangée de mobilité de 1 centimètre2/(V·s) = 0.0001 m2/(V·s) est également employé souvent.
C'est la demande d'électrons du phénomène plus général de mobilité électrique des particules chargées dans un fluide sous un champ électrique appliqué.
Dans semi-conducteurs, mobilité le bidon s'appliquentégalement à trous aussi bien que des électrons.
Table des matières * 1 Vue d'ensemble conceptuelle * 2 Mobilité dans la phase gaseuse * 3 Mobilité au bioxyde de silicium/à interface de silicium des transistors de transistor MOSFET * 4 Exemples * 5 Voyez également * 6 Références * 7 Liens externes |
Vue d'ensemble conceptuelle
Dans un solide, électrons (et, dans le casde semi-conducteurs, les deux électrons et trous) déplacez-vous autour aléatoirement en l'absence d'un champ électrique appliqué. Par conséquent, si on fait la moyenne du mouvement avec le temps il n'y aura aucun mouvement global des porteurs de charge dans n'importe quelle direction particulière. Cependant lors d'appliquer un champ électrique, des électrons seront accélérés dans une direction opposée auchamp électrique. L'addition du temps entre l'accélération des électrons dus au champ électrique et à la décélération des électrons dus aux collisions et du trellis dispersant des événements (causés près phonons, défauts en cristal, impuretés, etc.) au-dessus de chemin libre moyenentre la dispersion les événements a comme conséquence les électrons ayant une moyenne vitesse de dérive. Ce mouvementnet d'électron doit être des ordres de grandeur moins que le mouvement aléatoire normalement de occurrence, autrement l'équation de mobilité est l'invalide (c.-à-d., vitesses typiques de dérive en être de cuivre de l'ordre de 10-4 m·s−1 comparé à la vitesse du mouvement aléatoire d'électron de 105 m·s−1).
Dans un semi-conducteur les deux porteurs de charge, électrons et trous, aura typiquementdifférentes vitesses de dérive pour le même champ électrique.
Dans a plasma il y a comportement analogue avec ions et électrons libres.
Dans a vide, les électrons veulent accélèrent sans interruption dans un champ électrique selon newton en second lieu loi de mouvement (jusqu'à ce qu'ils atteignent a vitesse relativiste). Ceci est connu comme « transport ballistique". Une vitesse de dériveéquilibrée n'est jamais réalisée, et la mobilité des électrons est ainsi non définie pour le mouvement électronique dans un vide.
Dans un solide, si les électrons doivent déplacer seulement une distance très courte (distance comparable au Mouvement brownien balance de longueur), quasitransport ballistique est possible.
Puisque la mobilité est habituellement une fonction forte des impuretés et de latempérature matérielles, et est déterminée empiriquement, des valeurs de mobilité sont typiquement présentées sous la forme de table ou de diagramme. La mobilité est également différente pour des électrons et des trous dans donné semi-conducteur.
Une approximation de la fonction de mobilité peut être écrite comme combinaison des influences des vibrations de trellis (phonons) et des impuretés par larègle du Matthiessen :
.
Mobilité dans la phase gaseuse
La mobilité est définie pour toutes les espèces dans la phase gaseuse, rencontré la plupart du temps dedans plasma la physique et est définie comme :
là où
est la charge des espèces,
est la fréquence de collision de transfert d'élan, et
est la masse.
La mobilité est liée aux espèces coefficient de diffusion par une équation...
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