外加电场为什么补充空穴 外加电场为何填补空穴？

外加电场为什么补充空穴

外加电场作用下，半导体中的空穴浓度会增加，这是因为电场力使得半导体内部的空穴受到了向电极运动的推动力，进而发生移动。空穴能够运动的原因是半导体中的化学势发生了改变。下面将从半导体能带理论、扩散、漂移三个方面来进行阐述。

1、半导体能带结构的影响

半导体具有特殊的能带结构，分为价带和导带，其中空穴是在价带内的。在晶体中，空穴的能量不是固定的，其能量是通过价带中的“缺口”来描述的。外加电场会对半导体能带产生影响，特别是影响局部的能量级。当外加电场作用于半导体时，局部化学势发生改变，进而改变其能带结构，导致空穴运动。因此，人们可以通过控制外加电场的强度和方向来调控半导体中的空穴浓度。

2、扩散对空穴的影响

扩散是半导体中空穴浓度变化的另一个重要因素。在半导体中，空穴的数目不仅取决于生成和复合的速率，还取决于空穴扩散的速率。在没有外加电场的情况下，空穴通过扩散运动来实现浓度的平衡，当空穴浓度存在差异时，空穴会从高浓度区域扩散到低浓度区域。在外加电场的情况下，空穴的扩散方向会受到电场力的影响，加速向电极移动，因此空穴在外加电场作用下得到补充。

3、漂移对空穴的影响

在半导体中，带电粒子在电场作用下会发生漂移运动，这是由于电场力推动了空穴的运动。在外加电场的作用下，空穴的漂移速度增大，从而加速了空穴向电极的运动，导致空穴浓度的增加。值得注意的是，电子的漂移与空穴是 diametrically 反向的，当电子被推向电极时，空穴则被吸向电极。

综上所述，外加电场的作用下可以增加半导体中空穴的浓度，其原因在于外加电场改变了半导体的能带结构、扩散和漂移过程。空穴的移动会受到这些因素的影响，其中包括空穴自身的移动、扩散和漂移。因此，在研究半导体中空穴移动和浓度变化时，必须考虑这些因素的相互关系。