
【计】 mobile electron
flow; stream; current; stream of water; class; wandering
【计】 stream
【化】 flow coating(process); stream
【医】 current; flow; flumen; flumina; rheo-; stream
【医】 dynamic electricity
【机】 leaven
在汉英词典框架下,"流动电子"对应的英文术语为"free electrons"或"mobile electrons",指在物质内部能够自由移动的带电粒子。这一概念在固体物理学中特指脱离原子束缚,在晶格结构中形成电子气的载流子《牛津汉英科技大词典(第3版)》。
从电动力学角度分析,流动电子的定向迁移构成了电流的基础。根据Drude模型公式,其迁移率(μ)可表示为: $$ μ = frac{eτ}{m^} $$ 其中e为电子电荷,τ为平均自由时间,m为有效质量《固体物理基础(第8版), Springer》。该模型揭示了温度升高导致晶格振动加剧,从而降低电子迁移率的物理本质。
在应用层面,流动电子行为直接影响材料的导电特性:
美国国家标准与技术研究院(NIST)的量子计量研究证实,流动电子的精确控制已成为纳米电子器件和量子计算发展的关键《NIST电子特性数据库》。英国皇家化学会的最新研究报告指出,二维材料中的电子流动性研究为柔性电子器件开辟了新方向《RSC Advances, 2024年度报告》。
“流动电子”通常指在导体(如金属)中能够自由移动的电子,是电流形成的基础。以下是详细解释:
物理本质
金属等导体内部存在大量脱离原子束缚的自由电子,这些电子在外加电压(电场)驱动下会定向移动。根据经典理论,这种定向移动形成电流,但实际电子移动速度较慢(约毫米/秒量级),而电场的传播速度接近光速。
与电流方向的关系
传统电流方向定义为正电荷移动方向,而电子带负电,因此流动电子的实际方向与电流方向相反。例如在导线中,电子从低电势端流向高电势端,而电流方向则相反。
微观特性
应用场景
该概念广泛应用于电路分析(如欧姆定律)、半导体器件(如二极管载流子运动)和电化学(如电池中离子与电子的协同迁移)等领域。
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