Подвижность носителей тока

Подви́жность носи́телей тока

В твёрдом теле, отношение скорости направленного движения электронов проводимости и дырок (дрейфовой скорости υдр), вызванного электрическим полем, к напряжённости Е этого поля:

μ = υдр/Е.

У разных типов носителей в одном и том же веществе μ различны, а в анизотропных кристаллах различны μ каждого типа носителей для разных направлений поля Е. Величина μ определяется процессами рассеяния электронов в кристалле. Рассеяние происходит на заряженных и нейтральных примесных частицах и дефектах кристаллической решётки, а также на тепловых колебаниях кристаллической решётки (См. Колебания кристаллической решётки) (фононах). Испуская или поглощая фонон, носитель изменяет свой Квазиимпульс и, следовательно, скорость. Поэтому μ сильно изменяется при изменении температуры. При T ≥ 300 К преобладает рассеяние на фононах, с понижением температуры вероятность этого процесса падает и доминирующим становится рассеяние на заряженных примесях или дефектах, вероятность которого растет с уменьшением энергии носителей.

Средняя дрейфовая скорость v̅∂p набирается за интервал времени τ между двумя последовательными актами рассеяния (время свободного пробега) и равна: (е — заряд, m — эффективная масса носителя), откуда: μ = еτ/m. П. н. т. в разных веществах изменяется в широких пределах — от 107см2/сек до 10-3см2/сек (и меньше) при Т = 300 К. В переменном электрическом поле v̅∂p может не совпадать по фазе с напряжённостью поля Е и П. н. т. зависит от частоты поля. См. также статьи Металлы, Полупроводники, Твёрдое тело.

Лит.: Блатт Ф.-Д ж., Теория подвижности электронов в твёрдых телах, пер. с англ., М.— Л., 1963: Иоффе А. Ф., Физика полупроводников, [2 изд.], М. — Л., 1957.

Э. М. Эпштейн.