Полупроводники и Солнце - какая связь?

Полупроводники и Солнце - какая связь?

Физики долго не верили, что в полупроводниках существуют положительные заряды, пока неопровержимые опыты не убедили их в этом.

Вот один из опытов
Через металлическую или полупроводниковую пластинку, помещенную между полюсами магнита, пропускается электрический ток. Частицы, несущие заряд, должны отклоняться в магнитном поле. Еслй в пластинке есть свободные отрицательные заряды — электроны, то они будут притягиваться положительным полюсом магнита. На стороне пластинки, обращенной к положительному полюсу магнита, начнет появляться избыток отрицательных зарядов.

Впервые этот опыт осуществил американский физик Э. Холл. Помещая в магнитное поле золотые пластинки, он наблюдал избыток зарядов у положительного полюса магнита.

Когда физики, изучавшие свойства полупроводников, стали повторять опыт Холла, но не с металлическими, а полупроводниковыми пластинками, то результаты измерений показались им сначала чрезвычайно странными...

Вверх по лестнице, ведущей вниз
В одних полупроводниковых пластинках заряды собирались у положительного полюса магнита, в других — у отрицательного.
У отрицательного полюса магнита в соответствии с законом Кулона (разноименные заряды притягиваются, одноименные — отталкиваются) могли накапливаться лишь неведомые положительные заряды.

Физикам было очень трудно понять, откуда в полупроводнике могли появиться положительные заряды, ведь, кроме электрона, никаких свободных путешествующих по кристаллу заряженных материальных частиц быть не могло.
Начались трудные, мучительные поиски истины...

Наконец несколько ученых в разных странах мира почти одновременно находят верное объяснение: положительно заряжена не частица, а «пустое место», которое оставляет после своего ухода электрон.

До того как свет «оторвал» электроны от родных атомов, они были электронейтральны — положительные заряды уравновешивались отрицательными электронами. Электрон ушел в семейство свободных электронов— равновесие вблизи ядра атома нарушилось. Место, на котором он находился, стало заряженным положительно от избытка положительного заряда вокруг него.

Все познается в сравнении
Представим себе кинотеатр, заполненный зрителями. Зритель первого ряда выходит из зала, и на его место садится сидящий сзади. Затем следует целая цепочка перемещений — зритель третьего ряда занимает место во втором ряду, зритель четвертого ряда — в третьем, пятого — в четвертом и так далее.

Можно следить за перемещением зрителей, но если сеанс уже начался и все происходит в темноте, то легче заметить, что пустое место тоже движется, но в противоположном направлении — от первого ряда к последнему.

Нечто похожее происходит и в полупроводниковом кристалле, когда под действием света электрон «перепрыгнул» запрещенную зону и оказался в зоне проводимости, а его положительно заряженное пустое место стало тоже двигаться по кристаллу.

Носители положительного заряда в полупроводниках получили образное название: «дырки».

Их существование в полупроводниковых кристаллах и слоях доказано огромным числом опытов. Редко кто теперь вспоминает, что «дырки» обязаны своим появлением в природе и в физике удивительным свойствам полупроводников, особенностям их внутренней структуры.
4-08-2015
Автор: pro100zero
Категория: Наука
Просмотров: 584
0
  
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.