|
|
עמוד:127
לחור יש שתי תכונות חשובות למוליכות החשמלית ; א . בסביבת החור יש עודף של מטען חיובי , בעוד שבמקומות אחרים בגביש נשמרת הניטרליות החשמלית . ב . אחד האלקטרונים המשתתפים בקשר הכימי בסמוך לחור , עשוי לקפוץ ולמלא את החור , ולהותיר חור במקום סמוך , והרי זה כאילו שהחור עצמו שינה את מקומו ונע בכיוון ההפוך ( כמו מקום ריק בטור ארוך של מכוניות : המקום הריק נע אחורה , כאשר המכוניות , כל אחת בתורה , נעה קדימה . ( בגלל שתי התכונות הללו החור מתנהג כמו חלקיק בעל מטען ח » וב , » החופשי לנוע בגביש . אם מופעל על הגביש שדה חשמלי , האלקטרונים החופשיים נעים בכיוון הפוך לכיוון השדה , בעוד החורים נעים בכיוון השדה . שני הסוגים של נושאי המטען תורמים לזרם החשמלי . יש לציין , כי יחד עם תהליך יצירת החורים והאלקטרונים החופשיים , מתחולל תהליך הפוך הגורם לחיסול נושאי המטען הללו . זאת משום שהאלקטרון ששוחרר נודד בגביש עד שהוא פוגש בחור וממלא אותו . אולם אלקטרונים נוספים מתנתקים מהאטומים שלהם כל הזמן , ולכן בכל רגע יש בחומר מספר מסוים של אלקטרונים חופשיים ומספר מסוים של חורים . ריכוז האלקטרונים והחורים קובע את המוליכות של החומר ) . ריכוז = מספר ליחידת נפח . ( המוליכות של צורן וגרמניום טהורים נמוכה מדי לרוב השימושים הטכנולוגיים . כדי להגדיל אותה , מוסיפים להם כמות מבוקרת של יסודות אחרים המכונים "אי נקיונות . " בצורן ( וגם בגרמניום ) יש , כזכור , ארבעה אלקטרונים חיצוניים . אפשר להגדיל את מוליכותו , אם מוסיפים לו אטומים של יסוד ( כגון ארסן ) שבקליפה החיצונית שלו יש חמישה אלקטרונים חיצוניים . אטום הארסן משתלב בגביש הצורן וגם לו יש ארבעה שכנים . ארבעה מחמשת האלקטרונים החיצוניים שלו משתתפים בקשרים הכימיים , והאלקטרון החמישי הופך לאלקטרון חופשי , המגדיל את המוליכות של החומר . על ידי מינון נכון של מספר אטומי הארסן , אפשר לקבוע בדייקנות את המוליכות של גביש הצורן . מכיוון שנושאי המטען אי 1 ר : 3 . 5 ( א ) לאטום צורן יש ארבעה אלקטרונים חיצוניים , הקשורים אליו בצורה רופפת למדי . הם מכונים אלקטרוני ערכיות ) . ב ) בגביש של צורן , כל אטום קשור לארבעה אטומים שכנים באמצעות זוגות של אלקטרוני ערכיות משותפים . על כל אלקטרון כזה אפשר לומר שמסלולו מקיף את שני האטומים השכנים .
|
|