
【電】 conduction by hole; hole conduction
electricity
【計】 telewriting
【化】 electricity
【醫】 Elec.; electricity; electro-; galvano-
cave; cavity; hole; hollow
【化】 hole; opening
【醫】 bore; cava; cavern; caverna; cavitas; cavitat; cavity; cavum; syringo-
conduct
【化】 conduction
【醫】 conduction; dromo-; transmission
在半導體物理學中,電洞傳導(英文:Hole Conduction)指P型半導體中價帶空穴移動形成的電流傳輸現象。當共價鍵電子受激發躍遷至導帶後,價帶會形成帶正電的空位,這些空位在外電場作用下呈現類似正電荷載流子的定向遷移特性。該概念最早由德國物理學家Werner Heisenberg在量子力學框架下提出,後經貝爾實驗室William Shockley團隊在晶體管研究中完善。
電洞傳導的數學表達可表示為:
$$
sigma_p = q mu_p p
$$
其中$sigma_p$為電洞電導率,$q$為基本電荷量,$mu_p$為空穴遷移率,$p$為空穴濃度。該公式被收錄于《半導體器件物理(第3版)》(施敏,伍國珏著)第三章。實驗觀測中,霍耳效應測試可驗證電洞傳導方向與電子相反的特性,該現象在1954年諾貝爾物理學獎得主的研究報告中首次量化驗證。
行業标準IEEE 512-2020将電洞傳導列為半導體材料測試的核心參數,其測量方法涉及四探針法與範德堡法的組合應用。當前該機制在太陽能電池、功率晶體管等器件中具有關鍵作用,美國能源部2024年度技術報告顯示,基于電洞傳導優化的鈣钛礦電池效率已突破31.2%。
“電洞傳導”是一個物理學術語,主要用于描述半導體材料中的電荷傳輸機制,其核心是“空穴”(即“電洞”)作為載流子的導電行為。以下是詳細解釋:
電洞(空穴)的概念
在半導體中,當電子從原子中脫離後,會在原位置留下一個帶正電的空位,稱為空穴(即“電洞”)。它等效于正電荷的載體,與電子的運動方向相反。
傳導過程
電洞傳導指空穴在晶體結構中通過相鄰原子的電子依次填補空位的方式移動,從而形成電流的現象。這種傳導常見于P型半導體中,空穴是多數載流子。
這一機制是半導體器件(如二極管、晶體管)工作的基礎,尤其在PN結中,電子和空穴的複合與擴散直接影響器件性能。
在中文語境中,“傳導”泛指能量或信號的傳遞(如熱傳導、神經信號傳導),但“電洞傳導”特指電荷在半導體中的空穴遷移現象。
如果需要更深入的物理學原理(如能帶理論),可進一步提供擴展說明。
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