Főmenü megnyitása

Poole–Frenkel-hatás

elektromos vezetési jelenség

A szilárdtestfizikában Poole–Frenkel-hatásnak nevezik azt a jelenséget, amely során egy elektromos szigetelő anyagban elektromos vezetés alakulhat ki egy külső elektromos tér hatására.[1]

A jelenség Horace Poole ír és Jakov Iljics Frenkel szovjet fizikusok nevét viseli. Az összefüggést először Frenkel közölte 1938-ban.[2]

Tartalomjegyzék

ÉrtelmezéseSzerkesztés

A szigetelőkben a töltéshordozók jellemzően lokalizált pályán mozognak, egy-egy atom vagy molekula környezetéből nem távolodnak el, emiatt nem lép fel makroszkopikus áram. Azonban a szilárdtestekben a termikus gerjesztés hatására az elektronok energiája kissé fluktuál, így az elektronok egy kis hányada a vezetési sávba léphet. A felgerjedt elektron a vezetévi sávban delokalizált pályára kerül, az anyagban makroszkopikusan is elmozdulhat, majd relaxáció következtében energiáját leadva ismét lokális pályára jut.

A Poole–Frenkel-hatás azt fejezi ki, hogy ezt a mechanizmust erős külső elektromos tér hogyan segíti, azaz az elektomos tér által átadott energia és a termikus fluktuáció során nyert energia miképpen tudja együtt megnövelni a vezetési sávba ugrást.

A fentiek együttes hatásából következő áramsűrűség az alábbi empirikus összefüggéssel írható le:[1][3]

 ,

ahol   az áramsűrűség a szigetelőben,   az elektromos térerősség,   az elemi töltés,   a külső tér nélkül mérhető feszültséggát, amit az elektronnak át kell ugrania,   az anyag elektromos permittivitása,   a Boltzmann-állandó,   pedig a hőmérséklet.

JegyzetekSzerkesztés

  1. a b Sze, S. M.. Physics of semiconductor devices. Wiley-Interscience (2007). ISBN 978-0-471-14323-9. OCLC 74680973 
  2. J. Frenkel, "On pre-breakdown phenomena in insulators and electronic semi-conductors", Phys. Rev., vol. 54, pp. 647-648, 1938. Frenkel a nevezett írásában utal egy bizonyos empirikus összefüggésre, mint Poole-törvénye.
  3. Rottländer et al., Phys. Rev. B 65, 054422 (2002)

FordításSzerkesztés

Ez a szócikk részben vagy egészben a Poole–Frenkel effect című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

ForrásokSzerkesztés

Tananyagok, ismeretterjesztő weblapokSzerkesztés

SzakkönyvekSzerkesztés