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電子はどのようにして固体内を移動できますか?

固体では、原子、イオン、または分子は密接に詰められ、通常のパターンで配置され、剛体構造を形成します。それにもかかわらず、電子は依然として固体内を移動できますが、ガスや液体ではできるほど自由にはありません。電子が固体内で移動できる2つの主要なメカニズムがあります。

1。伝導 :金属では、原子の最も外側の電子がゆるく保持されており、結晶の格子全体を簡単に移動できます。これらの「遊離」電子は伝導電子と呼ばれ、金属の電気伝導率に責任があります。電界が金属に適用されると、伝導電子が加速され、自由に移動し、電流を運びます。

2。電子ホッピング :半導体と絶縁体では、電子はそれぞれの原子またはイオンにより密着しており、金属の伝導電子のように自由に動くことはできません。ただし、有限温度では、一部の電子は、原子から解放され、隣接する原子またはイオンに移動するのに十分な熱エネルギーを獲得する可能性があります。電子ホッピングまたは電荷キャリア輸送として知られるこのプロセスは、ある局所的な状態から別の状態への電子の動きを伴い、いくらかの電気伝導率を可能にします。

半導体では、原子価帯と伝導帯の間のエネルギーギャップは絶縁体と比較して小さく、電子が伝導帯にジャンプしてモバイル電荷キャリアになりやすくなります。これにより、半導体は金属と比較して程度は低いものの、電気伝導率を示すことができます。

固体内の電子の可動性は、材料の電子バンド構造、温度、欠陥、不純物など、いくつかの要因に依存することは注目に値します。

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