Question

почему в полупроводниках если есть дырка электроны соседних атомов стремятся занять это место ? Их же должна удерживать какая-то сила , а они против силы идут непонятно куда

Answer 1

Электрон (самый дальний от ядра в атоме) удерживается кулоновской силой, с которой он взаимодействует с ядром и другими электронами в атоме. Пока атом не потерял электрон, он является электрически нейтральным. Вследствие увеличения температуры вещества или внутреннего фотоэффекта электрон может оторваться от атома, стать свободным. То есть, электрон получает энергию, которой достаточно, чтобы противостоять кулоновскому взаимодействию в "родном" атоме. После отрыва он движется хаотично, а атом становится положительно заряженным (с дыркой). С электронами (самыми дальними) соседних атомов происходит всё то же самое, но после того, как центральный атом становится положительно заряженным, он начинает действовать с кулоновской силой на эти дальние электроны своих "соседей". То есть, положительно заряженный атом дополнительно "помогает освободиться" электронам и притягивает один из них. Теперь уже один из "соседей" становится положительно заряженным. Далее история повторяется.

Свободные электроны, которые не успели занять дырку, после отрыва движутся хаотично, как уже было сказано. Но в итоге они тоже занимают дырку в каком-нибудь атоме.

В уединённом полупроводнике вся картина, описанная выше, происходит и сохраняется при достаточных условиях (достаточная температура, воздействие света с достаточной частотой волны). При подключении полупроводника к источнику ЭДС свободные электроны уже не будут двигаться хаотично - их движение будет направлено в сторону, обратную результирующему вектору напряжённости Е. Проще говоря - будет ток.

Answer 2

В полупроводниках дырка представляет собой отсутствие электрона в кристаллической решётке. Электроны в полупроводниках двигаются под влиянием электрических полей, теплового движения и других внешних факторов. Возникающее при этом явление называется диффузией электронов. Когда в полупроводнике создается дырка, вокруг нее образуется положительно заряженная область, так как в решётке отсутствует отрицательно заряженный электрон. Электроны в полупроводнике, находящиеся вблизи дырки, испытывают кулоновское взаимодействие с этой положительной областью.

Силы притяжения и отталкивания взаимодействия между частицами в полупроводнике определяются законами физики. Электроны имеют отрицательный заряд, а дырка – положительный заряд. По закону Кулона, частицы с разными зарядами притягивают друг друга. Поэтому электроны, находящиеся поблизости, будут двигаться в направлении дырки под влиянием этой силы притяжения.

Иными словами, хотя электроны движутся под воздействием теплового движения, силы притяжения к положительно заряженной дырке будут преобладать, и электроны будут двигаться в её направлении. Это создает ток дырок в полупроводнике и является одним из ключевых процессов, позволяющих полупроводникам проводить электричество.