热运动和漂移运动

载流子在没有受到任何驱动（即无浓度梯度，也无电场）时，它就进行着无规的热运动。热运动的特点：

①没有方向性；

②不断遭受散射；

③具有一定的热运动能量和热运动速度（vth），在温度T时即满足：(1/2)m*vth2=(3/2)kT，其中m*是载流子有效质量。在室温下，vth≈107cm/s。

在有外电场作用时即发生漂移运动。漂移运动的特点：

①沿着电场的方向运动——定向运动；

②漂移运动是叠加在热运动基础之上的一种定向运动，因此漂移运动的速度——漂移速度必然小于热运动速度；

③在漂移过程中将 不断遭受散射（否则漂移速度将变成

漂移速度和迁移率

若电场强度为E，则由动量平衡关系可以给出平均漂移速度vd为：vd = qtE/m*.

可见，漂移速度与电场成正比，其比例系数就是载流子的所谓迁移率μ：μ= vd/E= qt/m*.

这就是说，载流子迁移率就是单位电场作用下、所产生的平均漂移速度，单位是[cm²/V^-s]。迁移率即表征着载流子在电场作用下加速运动的快慢。

漂移速度与电场的关系

在低电场下，迁移率m为常数，则漂移速度与电场成正比（vd∝E），即欧姆定律成立；但是在强电场下，由于载流子获得很大的动能（大于热能kT），成为了热载流子，就可能把能量转移到晶格上去，即可以产生出光学波声子，而载流子本身的速度就不再升高——达到饱和，即为饱和速度vdsat。注意，饱和速度vdsat接近（但小于）热运动速度；在室温下，即约为107cm/s。

漂移速度-电场关系可以采用许多经验公式来表示，例如：vd=μE/[1 (μE/vdsat)].

可见，在低电场下，漂移速度与电场成正比（vd=μE）；而在强电场时，因为漂移速度不再与电场成正比，所以载流子的迁移率概念即失去了意义，这时应该采用恒定的漂移速度（vd=μE）来表征漂移运动。

当电场较强、使得电子获得较高能量时，即可以从有效质量小的低能谷跃迁到有效质量大的高能谷上面去，并导致漂移速度下降，即产生负电阻。这种转移电子效应所产生的负电阻是Gunn二极管工作的物理基础。

漂珠的形成机理：燃煤电厂多将煤炭磨成煤粉,喷入发电锅炉的炉膛,让其悬浮燃烧。煤的可燃成分(炭和有机物)大部分燃烧,而粘土质不可燃成分(硅、铝、铁、镁等)在炉膛摄氏1300度的高温下开始熔融,形成石英玻璃和莫来石多孔共生体。

粉煤灰漂珠的来源

粉煤灰漂珠是指粉煤灰中密度小于水的空心玻璃微珠,是粉煤灰珠状颗粒中的一种,因能漂浮在水上而得名。它的产生是当煤粉在热电厂锅炉内燃烧时,粘土质物质熔融成微液滴,在炉内湍流的热空气作用下高速自旋,形成浑圆硅铝球体。燃烧和裂解反应产生的氮气、氢气和二氧化碳等气体,在熔融的高温硅铝球体内迅速膨胀,在表面张力作用下,形成中空的玻璃泡,然后进入烟道迅速冷却,硬化后,成为高真空的玻璃态空心微珠,即粉煤灰漂珠。粉煤灰漂珠来源于粉煤灰,具有粉煤灰的许多性质,但因其独特的形成条件,具有比粉煤灰更优越的性能,它是一种轻质非金属多功能新型粉体材料,被誉为空间时代材料。本文所用漂珠样品来源于河北邢台旭欧漂珠厂。