第4週|自由電子と正孔:キャリアの「発生」と「移動」

電気を運ぶ主役は2人。どう生まれて、どう動くのかを見てみましょう。(授業ではこのページをブラウザで開いて動かします)

伝導帯(電子の地形)と価電子帯(正孔の地形)。熱で電子が飛び上がるとペアができる
純粋なシリコンでは、価電子帯(下)の席はほぼ満席。熱のエネルギーをもらうと、電子が1個だけ隙間を飛び越えて伝導帯(上)へ。 飛び立った跡には空席(正孔)が1個残ります。電子と正孔は必ずペアで生まれる=対生成です。

ポイント:片方だけは生まれません。1個飛べば、必ず空席が1個。だから真性半導体では電子数=正孔数。

電子(−):青のボール 正孔(+):赤い輪=空席 動かない原子・席