2017-12-30
org.kosen.entty.User@2c9d1b1f
김종수(kjskumal)
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반도체의 기본에 있어 전자와 대비되는 개념으로 홀이라는 것을 배웁니다.
그리고 전기장 내에서 이를 입자로 설명하기위해 유효질량이라는 개념이 나오는데
전자의 경우 실제 질량이 이미 계산되어 있지만 홀은 실제 질량을 0으로 봐야하는 걸까요??
반도체 산업의 기반이 되는 intrinsic Si내에서 전자와 정공의 유효질량이 나와있는 테이블 같은 게 있다면 답변 좀 부탁드립니다.
그리고 유효질량과 실제질량의 비를 나타내는 개념이 또 있었던 것으로 기억하는데 이것이 정공에서는 어떻게 나타나는지도 좀 답변 부탁드립니다.
그리고 전기장 내에서 이를 입자로 설명하기위해 유효질량이라는 개념이 나오는데
전자의 경우 실제 질량이 이미 계산되어 있지만 홀은 실제 질량을 0으로 봐야하는 걸까요??
반도체 산업의 기반이 되는 intrinsic Si내에서 전자와 정공의 유효질량이 나와있는 테이블 같은 게 있다면 답변 좀 부탁드립니다.
그리고 유효질량과 실제질량의 비를 나타내는 개념이 또 있었던 것으로 기억하는데 이것이 정공에서는 어떻게 나타나는지도 좀 답변 부탁드립니다.
- 정공
- 유효질량
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각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변 2
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답변
정찬희님의 답변
2018-01-03- 1
홀은 양 (positive)의 전하를 지닌 것처럼 행동하죠
전자보다 무거운 것처럼 보인다는 특징도 보이고요 하지만 실제로 빈공간이므로 실제 질량은 0으로 봐야할것 같습니다.
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답변
김주남님의 답변
2021-11-05- 0
먼저, 홀과 전자에 대한 질량비를 비교한 표는 여기에 잘 정리되어 있네요. 참고하시구요.
http://apachepersonal.miun.se/~gorthu/halvledare/Effective%20mass%20in%20semiconductors.htm
그리고 유효질량과 실제 질량에 대해 이야기해 봅시다.
반도체에서의 홀은 전자의 빈자리의 개념적 실체입니다. 액체 안에서의 플러스 이온과 같이 직접 양전하를 띈 입자가 움직이는 개념이 아니라는 거죠. 그래서 실체하지 않기에 실제 질량은 이야기하지 않습니다. 정확히는 전하의 밸런스 붕괴에 의해 양전하가 존재하는 것과 같은 효과가 있는 것이기에 (전하에는 질량 단위가 없으니) 질량을 거론하기 힘들죠. 그렇지만 실제로 전자와 반대되는 전하의 개념을 도입하면 반도체를 해석하기 편리하기에 홀이라는 개념을 만들었습니다.
여기서 유효질량의 개념이 생깁니다. E-K 다이아그램은 익히 봤을거라 생각하고, 거기서의 접선이 그 벡터에서의 유효질량이라고 배웠을겁니다. 물리적으로 이야기하면, 전하가 이동하는데 원자의 배열에 따라 그 전하가 이동하는데 느끼게되는 공간 전하에 의한 방해(마찰력과 비슷한 개념)를 받게 되는데 그것이 어느 원자배열(결정내 공간벡터)을 지나가느냐에 따라 방해받는 힘이 달라지고, 그로 인해 전하량이 바뀌지는 않으니 질량이 바뀌는 것으로 해석을 한것이 유효질량입니다.
도움이 되시길 바라며.