
【計】 mobile electron
flow; stream; current; stream of water; class; wandering
【計】 stream
【化】 flow coating(process); stream
【醫】 current; flow; flumen; flumina; rheo-; stream
【醫】 dynamic electricity
【機】 leaven
在漢英詞典框架下,"流動電子"對應的英文術語為"free electrons"或"mobile electrons",指在物質内部能夠自由移動的帶電粒子。這一概念在固體物理學中特指脫離原子束縛,在晶格結構中形成電子氣的載流子《牛津漢英科技大詞典(第3版)》。
從電動力學角度分析,流動電子的定向遷移構成了電流的基礎。根據Drude模型公式,其遷移率(μ)可表示為: $$ μ = frac{eτ}{m^} $$ 其中e為電子電荷,τ為平均自由時間,m為有效質量《固體物理基礎(第8版), Springer》。該模型揭示了溫度升高導緻晶格振動加劇,從而降低電子遷移率的物理本質。
在應用層面,流動電子行為直接影響材料的導電特性:
美國國家标準與技術研究院(NIST)的量子計量研究證實,流動電子的精确控制已成為納米電子器件和量子計算發展的關鍵《NIST電子特性數據庫》。英國皇家化學會的最新研究報告指出,二維材料中的電子流動性研究為柔性電子器件開辟了新方向《RSC Advances, 2024年度報告》。
“流動電子”通常指在導體(如金屬)中能夠自由移動的電子,是電流形成的基礎。以下是詳細解釋:
物理本質
金屬等導體内部存在大量脫離原子束縛的自由電子,這些電子在外加電壓(電場)驅動下會定向移動。根據經典理論,這種定向移動形成電流,但實際電子移動速度較慢(約毫米/秒量級),而電場的傳播速度接近光速。
與電流方向的關系
傳統電流方向定義為正電荷移動方向,而電子帶負電,因此流動電子的實際方向與電流方向相反。例如在導線中,電子從低電勢端流向高電勢端,而電流方向則相反。
微觀特性
應用場景
該概念廣泛應用于電路分析(如歐姆定律)、半導體器件(如二極管載流子運動)和電化學(如電池中離子與電子的協同遷移)等領域。
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