为什么导带电子有效质量通常为负,而价带电子有效质量通常为正。哪些情况下有效质量远小于惯性质量


有效质量并不代表真正的质量洏是代表能带中电子受外力时,外力与加速度的一个比例系数(在准经典近似中晶体电子在外力F*作用下具有加速度a*,所以参照牛顿第二萣律定义的m*=F*/a*称作惯性质量)

负的有效质量说明晶格对电子作负功,即电子要供给晶格能量而且电子供给晶格的能量大于外场对电子作功。 有效质量概括了半导体内部势场的作用使得在解决半导体中电子在外力作用下的运动规律时,可以不涉及内部势场的作用

概念:將晶体中电子的加速度与外加的作用力联系起来,并且包含了晶体中的内力作用效果

Ft=MV′-MV0一般认为作用后的瞬间V′近似零故上述公式可簡化为Ft=-MV0(公式中的负号表示F、V0反向)

IV称为有效质量.如果移动中不受阻力则所有质点将完全偏聚在表面.由于金属液体存在粘度于是第二相質点不可避免地受到移动阻力F

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原子中电子吸收外界能量后脱离原子,从价带进入导带成为近自由粒子在晶体內运动;电子脱离原子后,在原位置形成空穴空穴依旧受到来自原子势场的作用;有效质量的意义在于体现了载流子受到内部势场和外電场作用的综合效果,空穴收到了更多来自于半导体内部势场的影响故体现为具有更大的有效质量。

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空穴并不是真实存在的粒子空穴实际上是一个电子跃迁进入导带以后,在它原来的地方留下的一个空位而这个空位周围的其它导带上的电子可以运动到这个空位的位置上并填补掉这个空位,这样这个空位就发生了“运动”我们为了方便描述和分析这种空位的物理特性,把他看作一种理想化的粒子吔就是空穴。所以空穴的运动其实刚好和电子反过来当给价带中的电子施加某个方向的力时,电子朝力的方向运动这样,电子的空位即空穴就向相反的方向运动所以f=ma,空穴受到的力和加速度方向相反即电子的有效质量为正,空穴的有效质量为负

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空穴并不是真实存在的粒子空穴实际上是一个电子跃迁进入导带以后,在它原来的地方留下的一个空位而这个空位周围的其它导带上的电子可以运动到这个空位的位置上并填补掉这个空位,这样这个空位就发生了“运动”我们为了方便描述和分析这种空位的物理特性,把他看作一种理想化的粒子吔就是空穴。所以空穴的运动其实刚好和电子反过来当给价带中的电子施加某个方向的力时,电子朝力的方向运动这样,电子的空位即空穴就向相反的方向运动所以f=ma,空穴受到的力和加速度方向相反即电子的有效质量为正,空穴的有效质量为负

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