
【電】 high speed carrier
high speed
【機】 top speed
【電】 carrier
高速載子(High-Speed Carriers)是半導體物理學與電子工程領域的核心概念,指在材料中以極高遷移率運動的電荷載子(電子或空穴)。該術語常見于高速電子器件設計與納米級集成電路研究中,其特性直接影響現代通信設備、光電子器件的性能表現。
從物理機制看,高速載子的形成依賴于半導體材料的能帶結構優化。例如在砷化镓(GaAs)或氮化镓(GaN)等化合物半導體中,電子在導帶内可通過Γ能谷躍遷實現高于矽材料5-10倍的遷移速度。這種現象被《半導體器件物理》(S.M. Sze著)列為高頻器件的設計基礎。
在工程應用層面,高速載子技術已實現兩大突破:
需要特别說明的是,載子速度的理論上限由材料的散射機制決定。加州大學伯克利分校團隊在《Nature Electronics》2024年刊文中指出,二維過渡金屬硫化物可将載子遷移率提升至10⁵ cm²/(V·s)量級,這為下一代柔性電子器件奠定基礎。
“高速載子”一詞需要拆解為“高速”和“載子”兩部分理解。其中“載子”的釋義存在兩種方向:
字面含義
根據、、、的權威解釋,“載子”指裝載的貨物,例如郭沫若在《海濤集·神泉》中提到的“船上的載子是洋桃和羅蔔幹”。結合“高速”修飾,可理解為高速運輸的貨物,或高速運載工具(如車輛、飛機)上承載的物品。
比喻含義
提到,“載子”可比喻承擔責任或使命的人或事物。若按此延伸,“高速載子”可能指高效執行任務、快速承擔重任的載體或角色,例如科研中的數據傳輸媒介、項目管理中的核心執行者等。
使用建議:
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