Jak se objevují díry?

Polovodiče zaujímají mezilehlou polohu mezi vodiči a dielektriky. Polovodičové materiály mají krystalickou strukturu. Při nízkých teplotách je většina vnějších elektronů v polovodiči na místě v atomech a polovodič nevede dobře proud. Ale elektrony jsou vázány k atomům slaběji než v dielektriku. Se stoupající teplotou klesá odpor polovodičů, to znamená, že vodivost polovodiče na rozdíl od kovů při zahřívání roste. Jinými slovy, při zahřívání se počet volných elektronů v polovodiči zvyšuje, čímž se zvyšuje schopnost vést elektrický proud. Tento efekt se nazývá elektronická vodivost polovodiče.

Na druhou stranu, protože atomy polovodiče jsou fixovány v krystalové mřížce, atomy, které ztratily elektron, získávají kladný náboj, což má za následek „díru“. Elektrony sousedních atomů přeskakují na atom s kladným nábojem, čímž vytvářejí dojem pohybu kladného náboje – „dírové“ vodivosti. Zákony vodivosti „díry“ jsou takové, že fyzici běžně přiřazují těmto „dírám“ jak náboj (kladný, rovný náboji elektronu), tak „efektivní hmotnost“.

V čistém polovodiči, jehož vodivost je způsobena tepelným buzením, se při použití potenciálu pohybuje stejný počet elektronů a děr v různých směrech. Když se do polovodiče přidají atomy, které se snadno vzdávají elektronů, převládne v polovodiči elektronická vodivost a odpor vůči elektrickému proudu prudce klesne. Takový polovodič se nazývá polovodič typu n.

Podobně, když je dopován materiály, které mohou zachytit další elektrony, získá se polovodič typu p.

Jestliže v polovodiči má jedna část vodivost typu p a druhá vodivost typu n, objeví se mezi těmito oblastmi hranice s jednosměrnou vodivostí. Většina polovodičových diod a tranzistorů pracuje na tomto principu. Na hranici navíc vzniká energetická bariéra, k jejímuž překonání je nutné uplatnit další potenciál. V důsledku toho má polovodičová dioda při přenášení dopředného proudu pokles napětí. Když je polarita vnějšího napětí kladná, plus k p-zóně, mínus k n-zóně, elektrony a díry přeskakují (rekombinace), což vede k uvolnění energie. V případě usměrňovacích diod a tranzistorů se snaží co nejvíce snížit energetickou bariéru, protože k rekombinaci dochází s uvolňováním tepla rovnajícím se energii bariéry nebo energii rekombinace. Zvýšíme-li rekombinační energii, pak při dosažení energetické hladiny fotonů viditelného světla dochází částečně k procesu rekombinace s emisí světla. Poměr tepelné a radiační rekombinace se nazývá kvantová účinnost nebo účinnost LED.

Protože se rekombinační energie rovná energetické bariéře, dochází k emisi v úzké oblasti spektra. Proto všechny LED vyzařují monochromatické záření. Bílé (polychromní) LED jsou také založeny na monochromatických LED čipech.

Nejprve se vyráběly polovodičové součástky „homopřechod“, kdy v polovodiči jedné základní látky vznikl pn přechod. Ale brzy se objevila zařízení, ve kterých byl takový přechod vytvořen na hranici dvou různých polovodičů. V důsledku toho bylo možné vytvořit polovodičová zařízení, která byla menší a efektivnější. První „homojunkční“ polovodičové LED tedy mohly fungovat pouze při teplotě kapalného dusíku, zatímco „heteropřechodové“ také fungovaly při pokojové teplotě.

Při výběru materiálů pro výrobu LED diod nabývají na významu optické vlastnosti polovodičů. Materiál jedné ze složek musí být průhledný nebo extrémně tenký a okraj nebo druhý materiál musí dobře odrážet světlo v oblasti vyzařovaného spektra. Spolu s kvantovou účinností jsou to nejdůležitější podmínky pro zvýšení účinnosti LED.

Otvor – kvazičástice, proudový nosič s kladným nábojem rovným elementárnímu náboji v polovodičích a kovech.

Pojem díry je zaveden v teorii pásem k popisu elektronických jevů ve valenčním pásmu, který není zcela vyplněn elektrony. V elektronovém spektru valenčního pásma se často objevuje několik zón, které se liší efektivní hmotností a energetickou polohou (zóny lehkých a těžkých děr, zóna dělených děr spin-orbity).

Pro vytvoření děr v polovodičích jsou krystaly dopovány akceptorovými nečistotami. Kromě toho se díry mohou objevit i v důsledku vnějších vlivů: tepelné vybuzení elektronů z valenčního pásu do pásu vodivosti, osvětlení světlem.

V případě Coulombovy interakce díry s elektronem z vodivého pásu vzniká vázaný stav nazývaný exciton.

Wikimedia Foundation. 2010.

• The Overcoat (film, 1959)
• Přetečení zásobníku

Podívejte se, co je „Díra (kvazičástice)“ v jiných slovnících:

• OTVOR – kvantový stav neobsazený elektronem v energii. TV zóna těla. Pohyb elektronů v téměř naplněné energii. zóna pod vlivem vnějších elektrický pole jsou ekvivalentní pohybu D. který vznikl na vrcholu. okraje zóny, přiřadíme-li D. kladné. náboj. . Fyzická encyklopedie
• Díra (jednoznačné označení) — Díra je kvazičástice. Počítací jamka je druh dvojice množin (v matematice). Viz také Hole . Wikipedie
• Otvor — Tento výraz má jiné významy, viz Díra (významy). Je nutné zkontrolovat kvalitu překladu a uvést článek do souladu se stylistickými pravidly Wikipedie. Můžete pomoci. Wikipedie
• KVAZI-ČÁSTICE – (elementární buzení) základní koncept kvantové teorie mnoha těles, jehož úvod fyziku radikálně zjednodušuje. obrázek a metody pro popis široké škály procesů v systémech mnoha částic se silnou interakcí, včetně . Fyzikální encyklopedie
• kvazičástice – exciton, fonon, fermion, magnon, polaron, bogolon Slovník ruských synonym. kvazičásticové podstatné jméno, počet synonym: 12 • bogolon (1) • . Slovník synonym
• otvor – podstatné jméno • díra • díra v oblečení, botách, která nehraje funkční roli) Slovník ruských synonym. Kontext 5.0 Informatika. 2012. podstatné jméno díra, počet synonym: 19 • . Slovník synonym
• otvor — vodivost; díra Energetický stav neobsazený elektronem ve valenčním pásmu. Kvazičástice s nábojem a spinem elektronu, která se objeví, když se uvolní obsazený stav degenerovaného Fermiho rozdělení elektronů . Polytechnický terminologický výkladový slovník
• otvor – A; pl. rod. rock, rande rkam; a. 1. = Díra (1 2 číslice). Otvory ve zdech. V zadním zubu d. Opravte díru. Na punčoše je obrovské číslo 2. Průchozí otvor pro uchycení něčeho. Otvory v opasku. D. pro šroub. Vyvrtejte, vyvrtejte díru. 3. Odemkněte O kulce . Encyklopedický slovník
• Kvazičástice – kvantum kolektivní vibrace nebo perturbace mnohočásticového systému, které má určitou energii a zpravidla hybnost (například fonon). Mezi kvazičásticemi a běžnými elementárními částicemi existuje řada podobností a rozdílů. V mnoha . Wikipedia
• Otvor (nosič náboje) — Díra je kvazičástice, nosič proudu s kladným nábojem rovným elementárnímu náboji v polovodičích a kovech. Pojem díry je zaveden v teorii pásem k popisu elektronických jevů ve valenčním pásmu, který není zcela vyplněn elektrony. . Wikipedia