Halbleiter: Löcher?
Warum kann man eine unbesetzte Elektronenstelle (Loch) als positive Ladung annehmen? Man hat ja schließlich keine Ladung mehr da, also darf man doch eigentlich keine positive Ladung dort annehmen. Warum darf man das doch?
5 Antworten
Die Atomkerne enthalten Protonen, die sind positiv geladen.
Normal hat ein Atom genau so viele Elektronen wie Protonen, die positiven Ladungen der Protonen und die negativen der Elektronen heben sich auf, das Atom ist dann neutral.
Entfernt man ein oder mehrere Elektronen aus einem Atom, dann heben sich die Ladungen nicht mehr auf, das Atom wird positiv geladen. So ein unvollständiges Atom nennt man dann Ion. Und Ionen können sich in Flüssigkeiten und Gasen bewegen wenn man ein elektrisches Feld anlegt das die anzieht oder abstößt.
Im Halbleiter sitzen die Ionen fest. Die ziehen aber freie Elektronen an die sich dann mit dem Ion verbinden. Daher denkt man sich das als "Löcher", die Elektronen springen dann von "Loch zu Loch", also bewegen sich die Elektronen in eine richtung und die Löcher scheinen sich dann in die andere Richtung zu bewegen.
Das kann man sich vorstellen wie eine Reihe Stühle wo es weniger Personen als Stühle gibt. Die Personen können hier nur nicht aufstehen, können aber auf den Stuhl neben ihnen rutschen wenn der frei ist. So können sich dann Personen in die eine Richtung und "leere Stühle" in die andere Richtung bewegen.
Normalerweise halten sich positive und negative Ladungsträger die Waage.
Wo ein beweglicher Ladungsträger (also ein negativ geladenes Elektron) fehlt, bleibt logischerweise in der Summe (aufgrund der Umgebung) eine positive Restladung zurück. Diese liegt örtlich dort konzentriert, wo das Elektron fehlt. Deshalb Loch und deshalb positiv.
für Strom ist es gleich, ob sich negative Ladungen in die eine oder positive Ladungen in die andere Richtung bewegen, und Löcher sind positiv geladen.
Der Leiter besteht aus vielen Atomen. Diese sind nornmalerweise neutral geladen (der Kern positiv, die Hülle negativ). Entfernt man ein Elektron aus der Hülle, so fehlt eine negative Ladung, um das Atom neutral wirken zu lassen, demnach ist es positiv.
".... unbesetzte Elektronenstelle (Loch) ...... Man hat ja schließlich keine Ladung mehr da,"
Da hat man durchaus eine Ladung! Wenn wir einem Atom negative Ladung (Elektronen) entnehmen, dann überwiegt die positive Ladung der Protonen.
Wenn ein Elektron des Valenzbands genug Energie hat um den Gap ins Leitband zu überwinden, warum kann dann genau dieser Platz als Loch (=positiv) angesehen werden? Müsste es nicht viel eher das ganze Atom inkl. Loch sein was nun als positiv angenommen wird?