Elektroniaukko

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Hakusana ”aukko” ohjaa tänne. Sanan muista merkityksistä kerrotaan apertuuri.

Aukko on fysiikassa sähkövirtaa puolijohteessa kuljettava virtuaalihiukkanen. Sähkövirtaa kiinteässä aineessa kuljettavat elektronit (ja eräissä poikkeustapauksissa ionit). Elektroneilla on negatiivinen sähkövaraus. Ne voivat energia-asteikolla sijaita joko valenssivyössä tai johtavuusvyössä. Jos vyö on täynnä, sen elektronit eivät voi kiihtyä sähkökentässä. Muuten niiden energia kasvaisi ja niiden täytyisi löytää vapaa paikka korkeammalla energiatilalla. Täydessä vyössä tämä ei ole mahdollista.

Jos täydestä valenssivyöstä nousee elektroni johtavuusvyölle tai kidevirheeseen kielletyssä energiavälissä, jää valenssivyöhön yksi elektronipaikka vapaaksi. Koska poistunut elektroni vei mukanaan negatiivisen sähkövarauksen, on tällä paikalla valenssivyössä positiivinen varaus. Kun kiteeseen kytketään sähkökenttä, tämä positiivinen paikka, aukko, voi liikkua sähkökentän suuntaan. Mikrotasolla liikkuminen tapahtuu siten, että aukon vieressä oleva elektroni siirtyy aukon paikalle ja aukko siirtyy tämän elektronin vanhalle paikalle. Virta kulkee siis negatiivisten elektronien kuljettamana, mutta ulospäin liike näyttää siltä kuin positiivinen hiukkanen, aukko, liikkuisi valenssivyössä.

Tiiviin aineen fysiikassa unohdetaan tässä yhteydessä elektronien liike ja puhutaan vain positiivista aukoista kuten ne olisivat todellisia hiukkasia. Niille voidaan määrittää tiheys (kpl/tilavuus), massa ja liikkuvuus (nopeus sähkökentässä). Puolijohdefysiikan kielessä aukot ovat siis yhtä todellisia kuin elektronit. Puolijohdetta, jossa aukkoja on enemmän kuin liikkuvia (johtavuusvyön) elektroneja, kutsutaan P-tyypin puolijohteeksi. Päinvastaisessa tilanteessa puolijohde on N-tyypin puolijohde. Jos aukkoja ja elektroneja on yhtä paljon, puolijohde on intrinsiikkinen eli I-tyypin puolijohde. Täysin puhdas ja virheetön puolijohde on i-tyyppinen, mutta käytännössä tällaisia materiaaleja ei tarkkaan ottaen ole.

Tämä fysiikkaan liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.