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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 功能材料 » 基础研究 » 【求助】电导率随温度 变化
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水中绿洲

银虫 (小有名气)

[交流] 【求助】电导率随温度 变化

为什么温度升高金属电导率降低，而半导体电导率升高？（从固体理论的角度怎么理解啊），请高手指导
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1楼2011-01-11 14:52:46
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yuxuan1976

金虫 (小有名气)
想听听大虫虫分析
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2楼2011-01-26 08:38:56
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xdecat

金虫 (正式写手)
啥叫带隙？
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3楼2011-01-26 09:06:07
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cord

铁杆木虫 (著名写手)
★ ★ ★ ★ ★
小木虫:)(金币+5): 3q 2011-01-31 10:51:29
金属和半导体的导电机理不同。
金属的导电是电子在金属中的定向运行形成的，在这个过程中电子受到金属粒子的阻碍，电子不会是直线运动而是布朗运动。温度升高，金属粒子的自运动增强，对电子的阻碍增大，因而金属的电导率降低。
半导体的导电机理是电子从价带跃迁跨过带隙到达导带。电子跨过带隙需要能量，升高温度相当于给电子增加了能量，因而电导率增加。

带隙的基本定义请看半导体物理书籍。
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4楼2011-01-27 01:12:14
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warlover

铁杆木虫 (初入文坛)
在金属中，温度越高，晶格振动（声子）对电子运动影响越大
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5楼2011-01-27 13:52:57
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xuebinzhu

木虫 (小有名气)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫:)(金币+7): 3q 2011-01-31 10:51:49
金属而言：Fermi能级位于导带内，所以温度变化激发的载流子的贡献可以基本不用考虑；那么：随温度升高，晶格的振动加剧，从而导致载流子受到晶格振动所引起的散射，也就是声子的散射加强；从而电阻率增加，电导率下降；

半导体而言：Fermi能级位于导带和价带之间，温度变化激发的载流子的贡献必须考虑；随温度升高，从价带激发到导带的载流子数目增加，即有更多的载流子参与了导电，从而电阻率降低，电导率上升；


当然，很多时候需要考虑细节的东西。
如：金属行为的导电率，随温度增加，电阻率增加，也就是平均自由程可能减小，但是，平均自由程不可能小到小于两个原子的间距，这个时候电阻率就会呈现饱和趋势；

而对半导体而言：可能存在热激活模式（前面的解释）；也存在诸如：极化子导带模式，可变程跳跃模式等；从而，需要对不同的体系进行深入研究。
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6楼2011-01-28 14:54:08
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supersolid226

铁杆木虫 (正式写手)
xuebinzhu 正解
简言之,就是金属理想情况是没有电阻的,原子实(离子)的振动会破坏这种理想情况,所以产生了电阻;
半导体的理想情况是电阻无穷大(电导为零),而温度的升高会使电子从价带跃迁到导带,温度越高,电子偏离理想情况就越远,电导就越大(电阻就越小).
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7楼2011-01-29 20:05:28
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