DSCN2173 (2)

Elektrony, które znalazły się na wolnych orbitalach w paśmie walencyjnym tworzą tzw. gaz elektronowy. Każdy z tych elektronów może ulec przyspieszeniu pod warunkiem, że do materiału zostanie przyłożona różnica potencjałów V. Ta różnica potencjałów wytwarza pole elektryczne, które działa na elektron z siłą elektrostatyczną i przyspiesza go w kierunku przeciwnym do kierunku linii sił pola. Drgania sieci zrębów atomowych, powodują, że przyspieszenie elektronu następuje skokowo, do czasu zderzenia ze zrębem atomowym. Maksymalna prędkość (V) unoszenia elektronu, oraz jego pęd (p) w czasie t opisuje zależność:

P * »/■«

| gdzie

V, t - wartości średnie uwzględniające rozkład statystyczny V i t dla wszystkich elektronów w układzie tzw. swobodnym; m_e - masa efektywna elektronu;

Jeżeli koncentrację elektronów oznaczymy jako n_e, to gęstość prądu J można wyliczyć korzystając z równania:

J m en_eV =

Ml, 2

m_e

Symbol o -używany w tym opracowaniu wielokrotnie - oznacza przewodnictwo elektryczne właściwe, może być także opisane przy pomocy poniższego wzoru

er = (n_ee)ju_e

Wzór powyższy opisuje zależność przewodnictwa elektrycznego od ruchliwości elektronu popamiętać jednak musimy, że przejście elektronu z pasma walencyjnego do pasma przewodnictwa powoduje powstanie tzw. dziur elektronowych, których wkład do przewodnictwa należy uwzględnić w powyższym wzorze. Po uwzględnieniu udziełu elektronów i dziur uzyskujemy równanie:

4 * n_ee/J« +

, gdzie

n_e - liczba elektronów przeniesionych do pasma przewodnictwa nu - liczba dziur w paśmie walencyjnym