空穴-简介

空穴-原理

空穴的定义

空穴-简介

空穴又称电洞（Electron hole），在固体物理学中指共价键上流失一个电子，最后在共价键上留下空位的现像。即共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量，从而摆脱共价键的约束成为自由电子，同时在共价键上留下空位，我们称这些空位为空穴。

空穴-原理

一个呈电中性的原子，其正电质子和负电电子的数量是相等的。现在由于少了一个负电的电子，所以那里就会呈现出一个正电性的空位——电洞。当有外面一个电子进来掉进了电洞，就会发出电磁波——光子。

电洞不是正电子，电子与正电子相遇湮灭时，所发出来的光子是非常高能的(即所谓的猝灭现象)。那是两粒子的质量所完全转化出来的电磁波能（通常会转出一对光子）。而电子掉入电洞所发出来的光子，其能量通常只有几个电子伏特。

半导体由于禁带较窄，电子只需不多的能量就能从价带激发到导带，从而在价带中留下空穴。周围电子可以填补这个空穴，同时在原位置产生一个新的空穴，因此实际上的电子运动看起来就如同是空穴在移动。

在半导体的制备中，要在4价的本征半导体（纯硅、锗等的晶体）的基础上掺杂。若掺入3价元素杂质（如硼、镓、铟、铝等），则可产生大量空穴，获得P型半导体，又称空穴型半导体。空穴是P型半导体中的载流子，为多子。

在半导体里，出现了电洞这样一个名词。 当参杂B进入Si内此时B会以B+e-=B-和Si形成稳定共价键，即每个B会接受一个电子(电子来自其他Si之间的共价键中的价电子)

使自己周围价电子变成4个才能和周围的4个Si形成稳定共价键故每加入1个B原子将产生一个电洞

空穴并不是真实存在的,只是对大量电子运动的一种等效,空穴的流动其实就是大量电子运动的等效的反运动,这从空穴的定义和特性就可以知道;

空穴的定义

当满带顶附近产生p0个空态时,其余大量电子在外电场作用下所产生的电流,可等效为p0个具有正电荷q和正有效质量mp,速度为v(k)的准经典粒子所产生的电流.这样的准经典离子称为空穴.

空穴的特征:

1.荷电量与电子相等但符号相反,既荷+q;

2.有效质量数值等于价带顶空态所对应的电子有效质量,但符号为正,即mp=-mn;

3.速度为价带顶空带所对应的电子速度;

4.浓度等于空态密度p0;