Lyukvezetés

Source of the photo
http://www.puskas.hu/r_tanfolyam/felvezetok.pdf
Author of the description
Gruiz Katalin

 

A félvezető nem csak szabad elektronjai útján vezeti az áramot (mint a fémek), hanem egy másik vezetési mechanizmus: a lyukvezetés útján is. Ha két atom között egy vegyértékelektron szabad elektronná vált, a kristályszerkezetben már csak egy vegyértékelektron tartja fenn a kötést, az elszabadult elektron helyén elektronhiány, lyuk keletkezik. Az eredetileg elektromosan semleges atom a negatív töltésű elektron távozása folytán pozitív töltésűvé válik, ezért a lyukat pozitív töltésűnek tekintjük.

Ezután egy szomszédos atom valamelyik vegyértékelektronja szintén elszabadul, és „beugrik” az előbb említett (pozitív töltésénél fogva az elektront vonzó) lyukba. Ezzel az előbbi lyuk (és az oda beugró szabad elektron is) megszűnik, hiszen a rácsszerkezet rendje az adott helyen helyreállt (ezt a folyamatot nevezik rekombinációnak), viszont a most elszabadult szabad elektron helyén új lyuk keletkezett. Ha valamelyik szomszédos atomból elszabaduló elektron most ebbe a lyukba ugrik be, tehát rekombinálódik, a lyuk a most elszabadult atom helyére „vándorol át”.

A pozitív töltésű lyuk tehát az elszabadult vegyértékelektron helye. A félvezetőben a hőmozgás miatt leszakadó vegyértékelektronok száma megegyezik az ugyanezen idő alatt rekombinálódó szabad elektronok számával, ezért a félvezetőben a szabad elektronok és lyukak száma adott hőmérsékleten állandó, a rendszer dinamikus egyensúlyban van.

A szennyezetlen félvezetőt szerkezeti (intrinsic) vagy „i”-típusú félvezetőnek nevezik.