Дифузія амбіполярна


Дифузія амбіполя́рна — спільне переміщення позитивно та негативно заряджених частинок у напрямі зменшення їх концентрації. На відміну від дифузії нейтрально заряджених частинок, протилежно заряджені не можуть рухатися унезалежнено. Унаслідок різних швидкостей дифузії одні частинки випереджають інші. Водночас позитивні й негативні заряди розділяються, що призводить до виникнення сильного електричного поля, яке, у свою чергу, перешкоджає такому віддаленню зарядів одне від одного. Повільніші частинки гальмують рух швидших. У загальному випадку коефіцієнт дифузії амбіполярної пов’язаний із коефіцієнтами дифузії позитивних (Dp) і негативних (Dn) частинок та їх концентраціями p та n такою формулою:

Формула Дифузія амбі.jpg

Для невироджених носіїв Формула Диф.png, де e — елементарний заряд, Т — температура в енергетичних одиницях, Dn,p, n,p, μn,p — коефіцієнти дифузії, концентрації та рухливості електронів і дірок відповідно. Якщо коефіцієнти Dn та Dp дуже відрізняються один від одного, то процес дифузії амбіполярної загалом визначається менш рухливими частинками: її коефіцієнт виявляється приблизно у 2 рази більшим за найменше зі значень Dp та Dn.

Дифузія амбіполярної в ізольованій газовій плазмі виникає в разі спільного руху позитивно заряджених йонів і негативно заряджених електронів. Важчі й менш рухливі йони визначають швидкість цього процесу.

Відбувається також у рідинах (електролітах) за наявності градієнта концентрації електроліту. Оскільки співвідношення коефіцієнтів дифузії позитивних та негативних йонів електроліту можуть бути різними, то і її характер визначається або позитивними, або негативними йонами.

Добре відома й поширена дифузія амбіполярна у напівпровідниках (беруть участь електрони та дірки). Оскільки в більшості випадків електрони рухливіші, процес визначається менш рухливими дірками. Дифузія амбіполярна в напівпровідниках зумовлює ефекти Дембера і Кікоїна — Носкова.

Література

  1. Бонч-Бруевич В. Л., Калашников С. Г. Физика полупроводников. Москва : Мир, 1977. 678 с.
  2. Попик Ю. В. Фізика напівпровідників. Ужгород : ІВА, 2014. 818 с.
  3. Крамар В. М., Кройтор О. П. Фізика твердого тіла : у 2 ч. Чернівці : Рута, 2017.

Автор ВУЕ

Покликання на цю статтю:
Грязнов С. В., Чумак О. О. Дифузія амбіполярна // Велика українська енциклопедія. URL: http://vue.gov.ua/Дифузія амбіполярна (дата звернення: 25.08.2019).


Оприлюднено  07.08.2019