空穴 - DGSO百科
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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象。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。

概念

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。

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;

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。当少了一个负电的电子,那里就会呈现出一个正电性的空位——空穴;反之,当有一个电子进来掉进了空穴,就会发出电磁波——光子
空穴不是正电子,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)。而电子掉入空穴所发出来的光子,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。
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,出现了空穴这样一个名词。 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原子将产生一个空穴
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。