Question

空穴导电的实质

模电书上说，在外加电场时，本征半导体的电流是自由电子的电流与空穴电流之和。是否可以这么理解：有7种动作：
1、自由电子----在自由空间中沿电场定向运动；
2、自由电子----在自由空间中沿电场定向运动并偶然填补空穴；
3、自由电子----由于热运动做无规则运动；
4、价电子----由于热激发变成自由电子----在自由空间中沿电场定向运动
5、价电子----由于热激发变成自由电子----由于热运动做无规则运动；
6、价电子----由于热激发变成自由电子----填补空穴；
7、价电子----填补空穴；
所以，电子的归宿只有3种，在自由空间中沿电场定向运动、由于热运动做无规则运动、填补空穴。无规则运动不形成电流对导电无帮助，所以电流的来源于电子两种运动归宿的统计结果！

Answer 1

首先要明确一点，空穴只是为了形象描述半导体导电机理而定义的一种物质，本身是并不存在了。空穴的定义以及移动实质上是由电子的移动产生的一种状态。比如在电场作用下，一个电子沿从A运动到B，看起来同时也是B上的空位（空穴）从B移动到了A。
然后明确第二点，要产生电流，一定是电子有序的朝一个方向的运动。
因此，无规则运动是不能产生电流的。
对半导体导电有贡献的是电子和空穴（实际也是电子）的定向移动。
另外，本征半导体导电性是非常差的，因为本征半导体电子浓度=空穴浓度。

追问

我明白您的意思，我所说的内容就是基于您所说的两点，您看我总结的有错吗，谢谢

追答

本征半导体在绝对零度的时候是不导电的（价带是满带，导带无电子），也就是说本征半导体导带中的电子本身就是价带电子通过热激发、光照或电场下的离子碰撞等，被激发到导带的（同时出现空穴，也就是所谓的电子空穴对）。所以你单独把价带热激发到导带的自由电子当做一个类型是不准确的。自由电子与价带激发到导带的自由电子是包含与被包含的关系。而且半导体的导带电子的移动与金属中自由电子的移动是不一样的。半导体中导带电子的运动本身就是不断填补空穴的过程，比如A原子的电子填补B原子的空穴，B原子的电子填补C原子的空穴，朝电场方向串行运动，形成电子电流，同样，反方向形成空穴电流。因此，1和2是一种导电机理。4，5，6被1，2，3包含了。7中的价电子必须通过能带跃迁去填补空穴，与6重复。
当然，对于掺杂半导体来说，因为存在施主或者受主能级，电子的跃迁更容易，因此导电性好非常多。
建议去学习固体物理中的能带理论，对理解这个非常有帮助。而且能带理论是理解半导体载流子运动最重要理论之一。