Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Elektron transzport - vezetés (makroszkópikus és mikroszkópikus jelenségek)

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Elektron transzport - vezetés (makroszkópikus és mikroszkópikus jelenségek)"— Előadás másolata:

1 Elektron transzport - vezetés (makroszkópikus és mikroszkópikus jelenségek)

2 Vezetés (elektron transzport) a „semmiben” (vákuumban)a „semmiben” (vákuumban) fémekbenfémekben félvezetőkbenfélvezetőkben szigetelőkbenszigetelőkben elektrolitokbanelektrolitokban gázokbangázokban makroszkópikusan és mikroszkópikusan.

3 Áramok a (fél)vezetőkben Kétféle áramról beszélünk: Sodródási áram Sodródási áram (hőmozgás és elektromos térerősség hatására) Diffúziós áram Diffúziós áram (hőmozgás és sűrűség különbség hatására) Amiről nem beszéltünk: hőmérséklet különbség is indíthat áramot a mágneses erőtérnek is van befolyása töltésáramlás mellett energiaáramlás is van „Kombinált transzportjelenségek”

4 Elektron transzport fémekben (félvezetőkben) Ohm:

5 Időfüggően: Állandósult állapotban:

6 Dielektromos relaxáció

7 Sodródási áram (drift áram) Nincs térerősségVan térerősség Az elektronok hőmozgása  = mozgékonyság m 2 /Vs  = mozgékonyság m 2 /Vs

8 Sodródási áram (drift áram)  töltéssürüség v (átlag)sebesség Differenciális Ohm törvény A félvezetőanyag fajlagos vezetőképessége Fajlagos ellenállás

9 A mozgékonyságról  n = 1500 cm 2 /Vs  p = 350 cm 2 /Vs Félvezetők (Si): töltéshordozó koncentráció széles tartományban, nagy mozgékonyság Fémek: nagyon nagy töltéshordozó koncentráció, nagyon kis mozgékonysággal

10 A diffúziós áram Ok: a sűrűség különbség és a hőmozgás Arányos a sűrűség gradienssel D = diffúziós állandó m 2 /s

11 A teljes áramsűrűség Einstein összefüggés

12 Introduction: the potential working ability of a point charge in r the electric field: force on the charge it is a general „boundary condition” in the electronics advantages: it can be easily measured in a broad range, excellent for characterisation of physical systems

13 U’(r) elektrokémiai potenciál

14

15

16 „R” makroszkopikusan lineáris „Szóródás” mikroszkopikus potenciálgátakon: lineáris karakterisztika

17 „Szóródás” makroszkopikus potenciálgáton: nemlineáris karakterisztika (exponenciális)

18 Nagyon vékony (fél)vezető réteg: szóródás a határfelületeken is Nincs térerősségVan térerősség Az elektronok hőmozgása Kisebb mozgékonyság, nagyobb ellenállás

19 Boltzmann egyenlet elektronokra relaxáció, ütközések, energialeadás Gyorsulás, energiafelvétel f inhomogenitása v sebességgel eltolódik

20 Fajlagos ellenállás a rétegvastagság függvénye: a Boltzmann egyenlet megoldásából

21 Nagyon rövid (fél)vezető: ballisztikus transzport Nincs térerősségVan térerősség Az elektronok hőmozgása  = mozgékonyság, nem jellemző! – sőt… m 2 /Vs  = mozgékonyság, nem jellemző! – sőt… m 2 /Vs

22 Minden dimenzió csökken:

23 Az alagút ellenállás értéke Az ellenállásra vonatkozó feltételnek teljesítenie kell a ΔW Δt > h bizonytalansági relációt, ahol ΔW a töltési energia és Δt az áttöltés időtartamaAz ellenállásra vonatkozó feltételnek teljesítenie kell a ΔW Δt > h bizonytalansági relációt, ahol ΔW a töltési energia és Δt az áttöltés időtartama Innen megkapható a Coulomb-gáthoz szükséges alagút ellenállás:Innen megkapható a Coulomb-gáthoz szükséges alagút ellenállás:

24 Minden dimenzió csökken:

25 Fából vaskarika: vezetés szigetelőkben

26 Ohmikus (intrinsic, ld. félvezetők) Schottky emisszió, termikus emisszió (vákuumban is)

27 Fából vaskarika: vezetés szigetelőkben Poole-Frenkel (Schottky emisszió csapdákból)

28 Fából vaskarika: vezetés szigetelőkben „Hopping”: közvetlen csapdáról csapdára ugrás

29 Fából vaskarika: vezetés szigetelőkben Alagúthatás: kis potenciál (térerő) esetén ohmikus közepes potenciál (térerő) esetén bonyolult

30 Fából vaskarika: vezetés szigetelőkben Alagúthatás nagy térerő esetén: egszerűsödés, Fowler-Nordheim alagúthatás

31 Fából vaskarika: vezetés szigetelőkben Tértöltéskorlátozott áramsűrűség (vákuumban is): Ionos vezetés: (esetleg):


Letölteni ppt "Elektron transzport - vezetés (makroszkópikus és mikroszkópikus jelenségek)"

Hasonló előadás


Google Hirdetések