Какие свободные носители заряда имеются в полупроводниках? Что они собой представляют?

В полупроводниках могут быть два типа свободных носителей заряда: электроны и дырки.

1. Электроны: Электроны являются отрицательно заряженными элементарными частицами, которые движутся внутри полупроводника. В полупроводнике электроны находятся в заполненных энергетических уровнях валентной зоны, которая является самой близкой к ядру атома. Однако, при достаточной энергии, электроны могут перейти на более высокие энергетические уровни, которые находятся в запрещенной зоне (зоне проводимости) полупроводника. В зоне проводимости электроны становятся свободными носителями заряда и могут перемещаться по материалу под воздействием электрического поля.
2. Дырки: Дырка — это отсутствие электрона в валентной зоне полупроводника, создаваемое, например, при введении примесей или при возбуждении электронов. При наличии дырки в полупроводнике, электроны валентной зоны могут перемещаться, чтобы заполнить эту дырку. Таким образом, дырка может рассматриваться как положительно заряженный квазичастичный объект, который перемещается в противоположном направлении от движения электронов.

Свободные носители заряда, такие как электроны и дырки, играют важную роль в электрической проводимости полупроводников. Они отвечают за ток, который может протекать через полупроводник под воздействием внешнего электрического поля. Понимание и управление свободными носителями заряда является ключевым аспектом в разработке и проектировании полупроводниковых устройств и электроники.