自由電子の概念と同様に、伝導電子のトピックを同様の詳細でカバーすることも重要です。それらは半導体と金属固体の場合に異なる挙動を示しますが、特定の固体材料での濃度を測定するために使用される統計的方法の違いにより、自由電子と同等の重要性を保持します。この記事では、伝導電子に関連する最も重要な概念を説明しながら、伝導電子のトピックについて詳しく説明します。しかし先に進む前に、まず伝導電子とは何か、そしてその基本的な意味を知っておきましょう.
伝導電子とは?
伝導電子は、エネルギーバンドで部分的に満たされている金属固体および半導体に存在する電子と呼ばれます。半導体やその他の材料の伝導帯には、温度がほとんどまたはまったくない状態ではほとんど電子が存在しません。ただし、温度がわずかに上昇すると表示される可能性があります。これは、照明の力と外部の影響下での不純物の追加によるものです。
金属固体の場合、常に一定のレベルと濃度の伝導電子が存在します。与えられた濃度が高い場合、これはさらに頻繁になります。このような場合、金属固体中の伝導電子は、通常、より低いエネルギーで可能なすべての状態を占有します。これらは、衝突頻度の概念を使用して簡単に解釈できます。
しかし、半導体の場合は事情が異なります。ガスは、伝導電子の濃度が比較的低い従来の統計的方法によって適切に解釈されます。金属固体の場合、伝導電子は、一般にフェルミ液体として知られる縮退した液体の形で見られます。
したがって、半導体と金属固体の場合の伝導電子の濃度はまったく異なります。
伝導電子と自由電子の違い
自由電子の適用は、与えられた状況に依存します。彼らはどんなアイテムや分子にも飽きることなく、与えられた電場の保険のおかげである場所から別の場所へ移動します。
一方、伝導電子は、ある原子の軌道から別の原子の軌道にジャンプしますが、導体に付着したままです。それらは、原子または分子のどのグループにもしっかりと結合していません。
ただし、伝導電子によるこのランダムな動きは、通常、電界内の方向を示します。これにより、電場の断面を横切る電荷の正味の移動のアイデアが得られます。したがって、電荷または電子の濃度を増減することなく、伝導電子は常に同じままであると結論付けるのは正しいでしょう.
自由電子は通常、金属固体から励起するのに十分なエネルギーを持っていないため、金属固体に閉じ込められています。したがって、彼らはそうするのにより多くの時間を必要とし、これはしばしば光電効果として認識されます.
金属固体中の伝導電子
金属固体の場合、伝導電子は特定の原子に限定されないため、局在化されていません。一方、従来の金属の場合、各原子は 1 つのそのような電子の構築に寄与します。
このような場合、伝導電子とそれらが共有する相互相互作用を最初の近似値まで無視することができます。これは、ほとんどの固定アイテムがこれらの相互作用を保護するためです。伝導電子が理想気体として扱われるのもそのためです。
金属固体中の伝導電子の濃度は、任意の従来のガス中の他のカテゴリの粒子の濃度よりもはるかに高いです。したがって、従来の統計的基準を使用して伝導電子を分析することが常に可能であるとは限りません。実際、金属中の伝導電子の濃度を計算するために、フェルミ ディラック統計などの他のいくつかの統計手法が使用されています。
結論
伝導電子は、一般に原子の最も外側の殻に存在する電子軌道のセットです。それは、半導体または導体のいずれかです。
伝導電子の振る舞いは物質によって異なりますが、自由電子や他の類似の電子とは大きく異なります。それらは、電場に関してそれらの重要性を研究する際に重要な役割を果たします。
