Πώς μπορούν να κινηθούν τα ηλεκτρόνια μέσα σε ένα στερεό;
1. αγωγιμότητα :Στα μέταλλα, τα εξωτερικά ηλεκτρόνια των ατόμων κρατούνται χαλαρά και μπορούν εύκολα να κινηθούν σε όλο το πλέγμα του κρυστάλλου. Αυτά τα "ελεύθερα" ηλεκτρόνια ονομάζονται ηλεκτρόνια αγωγιμότητας και είναι υπεύθυνα για την ηλεκτρική αγωγιμότητα των μετάλλων. Όταν ένα ηλεκτρικό πεδίο εφαρμόζεται σε ένα μέταλλο, τα ηλεκτρόνια αγωγιμότητας επιταχύνονται και κινούνται ελεύθερα, μεταφέροντας το ηλεκτρικό ρεύμα.
2. hopping ηλεκτρονίων :Σε ημιαγωγούς και μονωτήρες, τα ηλεκτρόνια συνδέονται πιο σφιχτά με τα αντίστοιχα άτομα ή ιόντα τους και δεν μπορούν να κινηθούν τόσο ελεύθερα όσο τα ηλεκτρόνια αγωγιμότητας σε μέταλλα. Ωστόσο, σε πεπερασμένες θερμοκρασίες, ορισμένα ηλεκτρόνια μπορούν να κερδίσουν αρκετή θερμική ενέργεια για να ξεφύγουν από τα άτομα τους και να μετακομίσουν σε γειτονικά άτομα ή ιόντα. Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως μεταφορά φορτίου ηλεκτρονίων ή φορτίου, περιλαμβάνει την κίνηση των ηλεκτρονίων από μια τοπική κατάσταση σε άλλη και επιτρέπει κάποια ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Στους ημιαγωγούς, το ενεργειακό χάσμα μεταξύ της ζώνης σθένους και της ζώνης αγωγιμότητας είναι μικρότερο σε σύγκριση με τους μονωτήρες, διευκολύνοντας τα ηλεκτρόνια να πηδήξουν στη ζώνη αγωγιμότητας και να γίνουν φορείς φορτίου κινητής τηλεφωνίας. Αυτό επιτρέπει στους ημιαγωγούς να παρουσιάζουν ηλεκτρική αγωγιμότητα, αν και σε μικρότερο βαθμό σε σύγκριση με τα μέταλλα.
Αξίζει να σημειωθεί ότι η κινητικότητα των ηλεκτρονίων μέσα σε ένα στερεό εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της δομής της ηλεκτρονικής ζώνης του υλικού, της θερμοκρασίας, των ελαττωμάτων και των ακαθαρσιών.
