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* ざっと読みました。 [#xa93db98]
-ページ: [[査読/導体・絶縁体・半導体(篠原著)]]
-投稿者: [[NOBU]]
-カテゴリー: 間違いかも
-状態: 提案
-投稿日: 2005-09-24 (土) 14:02:33
** メッセージ [#hcdff04e]
ざっと読みました。いくつか気になることがあったのですが、とりあえず間違いと思われるところを一点。
「禁制帯幅ほどのエネルギーを電子に与えるには，とても大きな電界が必要になります．つまり，とても大きな電圧をかけなければならないわけです．導体の場合と比べて，同じ電流を流すのに（２）の方が大きな電圧を必要としますよね？このようにして，導体と絶縁体・半導体の抵抗率の違いが生まれます．」
というところですが、電圧によって電子が伝導帯に遷移することはありません。電圧による効果はバンドの傾きに現れるだけです。エネルギーは熱や光によって与えられます。だから大きな電圧で電子が励起され、電流が流れるというのは間違いです。
** 返答 [#x32ec217]
-ご指摘ありがとうございます。確かに、熱や光によって電子はエネルギーを得ますが、電界からもエネルギーを得ると思うのですが。熱によるエネルギーを考えた場合、電子の存在がフェルミ準位で単純に分かれなくなるため、話がややこしくなると思い、あえて言及しませんでした。エネルギーに関して、私の考え、間違っているでしょうか？？ -- [[篠原]] &new{2005-09-24 (土) 18:23:06};
-「通常は電界から得るエネルギーで禁制帯を飛び越えることは出来ない」と言う説明なんかはいかがでしょうか？やはり、熱により若干のキャリアが存在していることを説明したほうが良いと思いますか？？ -- [[篠原]] &new{2005-09-24 (土) 20:34:46};
-金属のところで、電子は電界から受けた力で運動し、運動エネルギーの分だけ準位があがる。と書いてありましたが、では電子が動けない半導体や絶縁体でどのようにしてエネルギーが与えられるのでしょうか？ -- [[NOBU]] &new{2005-09-24 (土) 22:54:44};
-電界から禁制帯を飛び越えるほどのエネルギーを得ることが出来ないから、高い抵抗率になるのだと認識しております。仮に、耐圧など他の問題を考えない場合、とっても大きな電界をかけると禁制帯を飛び越えるほどのエネルギーを電子が得ることは可能ですよね。また、動き出すのが先か、エネルギーを得るのが先か、と言う議論は意味がないと考えます。動けないからといって、電界からエネルギーを得ることが出来ないとは限らないと考えるのですが。 -- [[篠原]] &new{2005-09-24 (土) 23:14:34};
-電界によってバンドが大きく傾き、高くなったところの価電子帯と低くなったところの伝導帯の高さがほぼ同じになったとき、価電子帯の電子が禁制帯をトンネルして伝導帯へ移り電流が流れることはありますが、大きな電圧によってエネルギー準位が上がるということはないと思います。もし電圧に比例したエネルギーだけ準位が上がるとなると、その量は何の値に対応するのでしょうか？ -- [[NOBU]] &new{2005-09-24 (土) 23:37:20};
-導体では電界からエネルギーを受けて準位が少しあがります。絶縁体型バンド構造においても、電界からエネルギーを受けて準位が上がることは十分考えられると思うのですが。その間の禁制帯の有無に関係なく。ただ、禁制帯幅が大きい場合、伝導帯へ励起される確立は急速に少なくなるでしょうが。もちろん、ご指摘のとおり、そこまで電圧を上げるまでに、トンネル効果による電流のほうが急速に増えることが予想されます。 -- [[篠原]] &new{2005-09-25 (日) 00:33:05};
-「電界による励起はあり得ない」という意見に反対していたのですが、現実的に考えると、熱励起によるキャリアの移動による抵抗率への関与のほうが大きく、その説明を加えたほうが妥当と考えました。その説明を加えることにします。（ただ、風邪を引いていて頭が痛いので、更新はまた今度で･･･。）ただ、今でも「電界による励起はあり得る」と考えています。しかし、これ以上ここで議論しても仕方ないので、もし議論するのであれば掲示板で。とりあえず、記事を修正しますので、また後ほど、修正した記事の確認をお願いいたします。（私は、議論することは好きなので、議論にはいつでも参加いたします♪楽しかったです。NOBUさんありがとうございました。） -- [[篠原]] &new{2005-09-25 (日) 00:56:34};
-熱エネルギーによる励起の説明に修正しました。 -- [[篠原]] &new{2005-09-25 (日) 12:57:48};
-文章だけの議論をしていると、たまに相手に不快感を与えていないかなど、気になってしまいます。なので、そのようにpositiveにとって頂けるとうれしいです。こちらこそありがとうございます。僕ももう少し復習して論理的にきちんと説明できるようにしたいと思います。またこのような議論をすると理解が深まるので良いですね。文章の方はまだ読んでいないのでしばしお待ちを。 -- [[NOBU]] &new{2005-09-26 (月) 10:24:04};
-掲示板で議論ということでしたが、僕は電界によってエネルギーが与えられるという内容を記事にすることに反対ですので、ここに書かせて下さい。考えてみたのですが、やはり電界の効果によって、エネルギー準位が上がるということはないと思います。電圧をかけた効果はバンドの曲がりの効果に現れ、その結果電子は加速して運動エネルギーを持ちその分だけ準位が上がる。というのは納得いきますし、その通りだと思います。篠原さんは、半導体や絶縁体でも電界からエネルギーを受けて準位が上がることは十分考えられる、という見解なのですが、いったいどのようなメカニズムを考えているのでしょうか？速度の変化は基本的に連続で、散乱によって減速されるのみです。なので速度が不連続に大きくなって、バンドギャップを飛び越えるということはないと思います。 -- [[NOBU]] &new{2005-09-26 (月) 11:42:01};
-速度の変化が散乱によって減速されるのみと書きましたが、フォノンとのカップリングによってエネルギーをもらうこともあるようです、そこに関しては間違いです。申し訳ないっす。 -- [[NOBU]] &new{2005-09-27 (火) 12:15:17};
-以下のHPによる表現とが私の考えとほぼ同じです。つまり、通常はバンドギャップほどのエネルギーを電界から受け取れないため、電子が伝導帯に励起されない、と言う考え方。 -- [[篠原]] &new{2005-09-30 (金) 22:48:24};
-http://www.nep.chubu.ac.jp/kisokarano_butsurigaku/18.pdf -- [[篠原]] &new{2005-09-30 (金) 22:48:32};
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査読/導体・絶縁体・半導体(篠原著)/5 のバックアップ差分(No.19)
