电子电导
电子电导的情况主要存在于导体和半导体中,具体对于导体和半导体也还有区别,下面分别介绍。
(1)导体:金属是导体,具有金属键和规则的晶体结构。根据能带理论,金属的价电子处于导带中,全都是参与导电的载流子。如果是理想晶体,在电场作用下,电子的运动不会遇到阻力,运动速度应该无限大,也就不会有电阻存在,但这与实际情况不符。这是因为实际的晶体一方面存在缺陷,另一方面,只要不是绝对零度,晶格格点上的原子总是在不断地围绕平衡位置作振动,这种振动对于电子的定向运动构成了阻力,所以迁移率在不同的温度下具有不同的有限值,因而电导率也是有限的。
(2)半导体:根据能带理论,半导体在绝对零度时,因为导带中没有电子,在电场作用下不导电。但是当温度大于0K时,电子受热激发,从价带跃迁到导带,使导带产生自由运动的电子,而价带产生自由运动的空穴,它们统称为本征载流子,载流子的浓度大小决定了高纯半导体的导电性。
离子电导
从理论上说,没有缺陷的离子晶体是绝缘体,但实际的大多数离子晶体还是有低的电导率。
离子晶体中的电导主要为离子电导。离子电导是离子在电场作用下的定向扩散运动,分为两类。
(1)本征电导,也叫固有离子电导,是晶体点阵的离子由于热振动而离开了晶格,形成热缺陷。这种热缺陷无沦是离子还是空位都是带电的,都可作为离子电导载流子。
(2)杂质电导,由于杂质与基体间的键合弱,在较低的温度下杂质就可以运动,杂质离子载流子的浓度决定于杂质的数量和种类。
离子电导率的大小与温度、晶体结构、晶体缺陷有关。温度增加时电导率增大,在较高温度,固有电导起主导作用;低温下,杂质电导占主要地位。它与晶体结构的关系主要从原子间结合力的大小来考虑,原子间结合力大的,电导率低。晶体缺陷,特别是离子性晶格缺陷的浓度大,电导率高。因此离子性晶格缺陷的生成及其浓度大小是决定离子电导的关键。