양공 (물리학): 두 판 사이의 차이

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[[응집물질물리학]]에서, '''양공'''({{lang|ko-Hani|陽孔}}, {{llang|en|electron hole|일렉트론 홀}})은 [[반도체]] (혹은 [[절연체]])에 대하여 (원래 [[전자]]로 채워져 있어야 됨) [[원자가띠]]의 전자가 부족한 상태인 [[준입자]]이다. 예를 들어 [[빛]]이나 [[열]]로써 [[원자가띠]]가 [[전도띠]] 측에 [[천이]]되어서 [[원자가띠]]의 전자가 부족한 상태가 된다. 양공은 이 전자의 부족으로부터 생기는 구멍(상대적으로 양의 [[전하]]를 가지고 있는 것처럼 보임)이다.
 
== 성질 ==
[[반도체]] 결정에서는 "주위의 [[원자가띠]]가 순서대로 양공이 떨어져서 새로운 전공이 생긴다."라는 과정을 차례대로 반복하여 결정내부에서 돌아다닐수 있어서 마치 "양의 전하를 가진 전자"와 동일한 행동을 해서 [[전기전도도]]에 기여한다. 그리고 주위의 원자가띠가 아니고 [[전도전자]] ([[자유전자]])와 원자가띠 사이의 에너지 준위 차이로 인하여 큰 에너지를 열이나 빛으로 방출해 전류의 [[캐리어]]의 존재는 소멸한다. 이것을 '''캐리어의 재결합'''이라고 부른다.
 
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일반적으로 양공의 [[드리프트 이동도]] (단순히 [[이동도]])는 자유 전자보다 작고 [[규소|실리콘]]결정중에는 전자의 1/3정도 된다. 그리고 이로써 결정되는 [[드리프트 속도]]는 각각의 전자나 양공이 가지는 속도가 아니고 평균적인 속도인것에 주의할 필요가 있다.
 
[[원자가띠]]의 맨 위에는 [[에너지|E]]-[[파수|k]] 공간상에서 형상이 다른 복수의 밴드가 [[축퇴]]되고, 여기에 대응해서 양공의 밴드도 [[유효질량]]이 다른 '''무거운 양공''' ({{lang|en|heavy hole}})과 '''가벼운 양공'''({{lang|en|light hole}})의 밴드로 나뉜다. 또한 [[실리콘]]의 스핀-궤도 상호작용 ({{lang|en|spin–orbit coupling}})이 적은 원소에서 스핀 궤도 스프릿트 오프밴드 (스핀 분열밴드)도 에너지적으로 가까워서 (Δ=44 meV) 독립적으로 논의하는 것은 그만큼 어려워진다. [[이동도]]가 매우 중요한 [[반도체 소자]]에서는 결정의 일그러짐을 도입하여 원자가띠 정상의 축퇴를 품는 동시에 양자 준위를 바꿔서 가벼운 전공을 주로 이용해 [[포논]] ({{lang|en|phonon}}) 산란이나 캐리어의 실제 유효질량의 감소를 도모하는 경우가 있다.
 
== 어원 ==
양공을 의미하는 영명 "{{lang|en|hole|홀}}"은 구멍을 뜻하고, 마치 전자가 채워져 있어야 할 곳에 전자가 없는 것을 "구멍"으로 비유한 것이다. [[홀 효과]]의 “홀” ({{lang|en|Hall}})은 인명으로, 양공과는 관계없다.