дырка

ДЫРКА - квазичастица (фермион); наряду с электроном проводимости используется для описания электронной системы полупроводников, полуметаллов и металлов. Термин "Д." применяется в двух близких, но различных смыслах. 1) Возбуждённое квантовое состояние многоэлектронной системы, характеризующееся тем, что одно из одноэлектронных состояний (заполнением к-рых сформировано многоэлектронное состояние) свободно. Энергия Д. E_д отсчитывается от энергии основного состояния (E_д/O). Если система электронов - вырожденный идеальный газ, то равновесная ф-ция распределения Д. N_д(E) - ф-ция Ферми (см. Ферми-Дирака распределение:)

Здесь Т- темп-pa, E_F- ферми-энергия; E_д=E_F-E>0; E<E_F.
При образовании Д. освободивший место электрон может оказаться свободным, а может перейти в связанное (локализованное) состояние (напр., при образовании Д. путём введения в полупроводник акцепторов). Д. также может образоваться не только в свободном состоянии, но и в связанном (напр., на донорах).
2) Свободное при T=0К состояние в разрешённой энергетич. зоне с отрицат. эффективной массой т* <0. Существование Д. (в этом смысле) обычно обусловлено пересечением зон в металлах и полуметаллах или попаданием в валентную зону полупроводника энергетич. уровней акцепторов (состояния с т* <0 расположены вблизи "потолка" валентной зоны). Д. вводят в тех случаях, когда ферми-поверхностъ окружает свободные от электронов состояния (поверхность Ферми заполнена Д.).
Осн. черты динамики Д. (в обоих смыслах): в магн. поле Д. движется как положительно заряженная частица; с ростом энергии её скорость уменьшается. Возможность описания движения электронной системы проводников с помощью Д. обеспечивается тем, что электронный ток полностью заполненной зоны равен нулю.
Введение Д. помогает понять многие свойства ряда веществ: обратные знаки константы Холла (см. Гальваномагнитные явления), термоэдс (см. Термоэлектрические явления)и др.
Лит. см. при ст. Зонная теория. Полупроводники.
М. И. Наганов.

   <<      Предметный указатель      >>