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半导体中载流子的产生及导电机构
一、载流子的产生及导电机构
满带：电子数 = 状态数
不满带：
价带：电子数>>空态数
导带：电子数<<空态数
V(k) 的大小与能带的宽窄有关.
内层: 能带窄, E(k)的变化比较慢, V(k)小.
外层: 能带宽, E(k)的变化比较陡, V(k)大.
加速度
设 E(k) 在 k=k0 处取得极值
令
称m*为电子的有效质量
F外 = m*a
F外 + F内 = m0a
概括了半导体内部势场作用，使得在解决半导体中电子在外力作用的运动规律时，可以不涉及到半导体内部势场的作用。
有效质量的意义
m*的特点
1.决定于材料
2.与电子的运动方向有关
3.与能带的宽窄有关
内层: 带窄, 小, m*大.
外层: 带宽, 大, m*小.
因而，外层电子，在外力作用下可以
获得较大的加速度。
内层电子的能带窄，有效质量大；
外层电子的能带宽，有效质量小。
对于带顶和带底的电子,有效质量恒定
在导带底电子的有效质量为正恒量;
在价带顶电子的有效质量为负恒量;
>0, m*>0。
<0, m*<0。
m*有正负之分
当E(k)曲线开口向上时,
当E(k)曲线开口向下时,
导带底
价带顶
电子的m*>0;
电子的m*<0;
能量、速度和有效质量与波矢的关系
0
m*
0
E
k
-1/2a
正有效质量
负有效质量
0
1/2a
V

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