Ealence 대역의 상단에서 유효 질량이 음수 일 수있는 이유는 다음과 같습니다.
1. 에너지 밴드와 운동량 : 고체에서 전자는 진공 상태에서 자유롭게 움직이지 않습니다. 그것들은 결정 격자의주기적인 잠재력에 영향을받습니다. 이것은 전자에 대한 허용 에너지 수준의 범위 인 에너지 밴드의 형성을 초래한다. Valence 밴드는 가장 높은 점유 밴드이며, 전도 밴드는 가장 낮은 비어있는 밴드입니다.
2. 밴드 곡률 및 효과적인 질량 : 전자의 효과적인 질량은 에너지 밴드의 곡률과 관련이 있습니다. 구체적으로, 유효 질량은 운동량과 관련하여 에너지의 2 차 미분에 반비례한다.
3. 원자가 밴드의 상단 : 원자가 밴드의 상단에서 에너지 밴드는 아래쪽으로 경화됩니다 (즉, 부정적인 곡률이 있음). 이것은 모멘텀과 관련하여 에너지의 두 번째 미분이 음성임을 의미합니다. 결과적으로 유효 질량은 음수입니다.
4. 해석 : 음의 유효 질량이 전자에 음의 질량이 있음을 의미하지는 않습니다. 그것은 적용된 힘에 대한 전자의 반응이 자유 전자에 대해 기대할 수있는 것과 반대임을 의미합니다. 예를 들어, 유효 질량이 음의 전자에 전기장을 적용하면 필드와 반대 방향으로 가속됩니다.
5. 구멍 전도 : 원자가 밴드의 상단 에서이 독특한 행동은 구멍 의 개념과 관련이 있습니다. . 전자를 직접 움직이는 것으로 생각하는 대신, 원자가 밴드 상단에 누락 된 전자 (구멍)를 고려하는 것이 더 도움이됩니다. 이 구멍은 양전하와 양의 유효 질량을 갖는 준 입자 역할을한다.
요약하면, 원자가 밴드의 상단에서 음의 유효 질량은 밴드 곡률의 결과이며 구멍 전도의 개념과 관련이 있습니다. 전자의 행동을 고체로 이해하는 데 유용한 도구이지만 문자 그대로의 음성 질량이 아니라 수학적 구조라는 것을 기억하는 것이 중요합니다. .
