Después de leer el post: Diagrama EK en el caso de semiconductores Tengo algunas preguntas más sobre el diagrama EK.
Para el diagrama Si E-K de arriba, vemos 8 líneas, 4 líneas en la banda de conducción y 4 líneas en la banda de valencia. Si tiene cuatro electrones de valencia.
P: ¿Cada línea es para un electrón de valencia?
No.
En primer lugar, el diagrama al que te refieres es muy complejo: incorpora información sobre estructuras de bandas a lo largo de diferentes direcciones de cristal.
Para simplificar las explicaciones, permítanos restringirnos a una sola dirección de cristal - (100). En esta dirección, la estructura de la banda de silicio se ve así:
Puedeverquelabandadevalenciasedivideendoslíneas,condiferentespendientes.¿Cuáleselsignificadodeestaslíneas?EsrealmenteunpococomplejoexplicarlosinquetengasantecedentesenfísicadeSC(supongoquenotienesmuchodeeso,¿no?),Perointentaréproporcionarunaanalogíaintuitiva.
Tengaencuentaque\$y\$axisesenergía,mientrasque\$x\$axisesmomentum(estáetiquetadocomo" wavenumber ", pero hay una relación lineal entre los dos). Puede interpretar que el límite de la banda de valencia muestra cuál es el cambio máximo en el momento del agujero, cuando gana una cantidad particular de energía. En otras palabras (recordando que el momento y la velocidad están relacionados): dado que el agujero gana algo de energía, ¿cuánto cambiará su velocidad?
Debe quedar claro (a partir de la inspección visual del gráfico) que cuanto más baja es la pendiente del borde de la banda de valencia, mayor es el cambio en el momento de un agujero para un cambio dado en su energía. En otras palabras, los agujeros son más fáciles de ganar un momento cuando el borde de la banda de valencia tiene una pendiente menor.
Ahora, asumiendo que el agujero es una partícula clásica, la energía que puede ganar es la energía cinética. La relación entre la energía cinética y el momento es:
$$ E_K = \ frac {p ^ 2} {2m} $$
Antes dijimos que cuanto más baja es la pendiente del borde de la banda de valencia, más alto es el impulso que gana un agujero cuando cambia la energía. Interpretar este hecho en términos de la ecuación anterior significa que la masa del agujero se reduce con la reducción de la pendiente del borde de la banda de valencia. Por lo tanto, la pendiente del borde de la banda representa la masa del agujero .
Cuando hay pocas líneas que tienen el mismo máximo (o muy cerca), simplemente significa que hay pocos tipos de agujeros en el material, algunos de ellos "más claros" que otros. En el diagrama anterior, donde hay dos líneas en la banda de valencia, lo que significa que hay dos tipos de agujeros: agujeros claros (LH) que corresponden a la línea con pendiente inferior y agujeros gruesos (HH) que corresponden a los más inclinados parábola.
Lo anterior no es una respuesta rigurosamente correcta, pero debe proporcionar suficiente intuición para comprender qué representa la cantidad de líneas. Espero que ayude.
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