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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 光电池和光电化学 » 请教“electron effective mass”如何理解？
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飞白

金虫 (正式写手)

[求助] 请教“electron effective mass”如何理解？ 已有1人参与

近几天看文献光催化方面的文献，看到“electron effective mass”这个概念，原文如下：
In particular, the incorporation of Ti and Cr reduces the electron effective mass, which would improve the electron conductivity of a-Fe2O3 and hence explain why the incorporation of Ti and Cr in a-Fe2O3 has led to significantly enhanced photocurrents.
electron effective mass，直译为“电子有效质量”？应该不对，那么，是否是一个专业概念？请知道的虫友解惑，谢谢
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1楼 2014-11-12 11:13:39
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飞白

金虫 (正式写手)
自己顶上去，继续求助
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2楼2014-11-13 21:11:05
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白羊天上飞

铁虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
飞白: 金币+20, ★★★★★最佳答案, 非常感谢您热心详尽的指教，受益匪浅！Ti,Cr掺杂为什么能降低Fe2O3的电子有效质量，可惜文献中没有进一步说明，不知兄台可否指点一二？再次感谢您热心解惑 2014-11-16 19:27:31
是的，这确实是个专业概念，你的翻译也很正确。有效质量并不代表真正的质量，而是代表能带中电子受外力时，外力与加速度的一个比例系数（在准经典近似中，晶体电子在外力F*作用下具有加速度a*，所以参照牛顿第二定律定义的m*=F*/a*称作惯性质量）如果你去翻看半导体物理学的教科书，就会知道的。有效质量的绝对值越小，能带越发散，这样导电性也会高些，我觉得从准经典近似角度考虑，F=ma, m越小代表电子越容易迁移，电子电导越好，也就是为什么文献中说Ti,Cr协同作用使得电子有效质量降低后，电子导电率会提升，希望对你有所帮助
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Youalreadyletmechengbaosomuch！
3楼2014-11-15 11:14:38
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白羊天上飞

铁虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

而如果从自由电子气的量子理论角度出发（这个是准对于金属而言的），是可以推出电导率σ=n*e*e*τ/m,其中τ是弛豫时间，从中也可以知道质量与电导的关系（参看《固体物理基础》吴代鸣，第五章）。这个自由电子气模型虽然是针对的金属而言，没有考虑晶格周期场对价电子之间的作用，也没有考虑价电子之间的相互作用，然后对更复杂的化合物是有一定指导意义的，再复杂的分析起来就比较困难了。
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Youalreadyletmechengbaosomuch！
4楼2014-11-15 18:41:54
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白羊天上飞

铁虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

另外在研究电子电导率的时候，一般是取的电子的有效质量“electron effective mass”,通常用me表示，而在研究电子比热容的时候，会使用到的物理量叫热有效质量，有的书上用m*来表示，研究空穴的时候会有空穴的等效质量等等，所以，这确实是个专业概念。在你上秤的时候，你的质量如果是65kg，指的是你的运动有效质量，也就是惯性质量。因此我觉得“有效质量”=“比例系数”，可能搞物理的大神会觉得我这个理解很戳，有说的不对的希望大神指正。
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Youalreadyletmechengbaosomuch！
5楼2014-11-15 19:15:11
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白羊天上飞

铁虫 (小有名气)
再往下我也不知道了。光催化的人很多不是专门搞物理的，只是表观上说电导提高的原因是因为TiCr协同作用，具体为啥，也不是很需要深究的吧，他们不是有通讯作者么，你给他发个邮件问问看他怎么说，一般他们都会回复你的
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Youalreadyletmechengbaosomuch！
6楼2014-11-17 12:22:18
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飞白

金虫 (正式写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by 白羊天上飞 at 2014-11-17 12:22:18
再往下我也不知道了。光催化的人很多不是专门搞物理的，只是表观上说电导提高的原因是因为TiCr协同作用，具体为啥，也不是很需要深究的吧，他们不是有通讯作者么，你给他发个邮件问问看他怎么说，一般他们都会回复你 ...

请教一下通讯作者，是个好办法，多谢提醒。文章解释CrTi掺杂后光电流的提高，是由于CrTi的掺入使Fe2O3的电子有效质量降低，从而改善了材料的导电性。很自然，有何证据说明CrTi的掺入使Fe2O3的电子有效质量降低？这个应该有所交代。不是找作者的茬，只想请教这个问题 O(∩_∩)O~
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7楼2014-11-17 18:34:47
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白羊天上飞

铁虫 (小有名气)
引用回帖:
7楼: Originally posted by 飞白 at 2014-11-17 18:34:47
请教一下通讯作者，是个好办法，多谢提醒。文章解释CrTi掺杂后光电流的提高，是由于CrTi的掺入使Fe2O3的电子有效质量降低，从而改善了材料的导电性。很自然，有何证据说明CrTi的掺入使Fe2O3的电子有效质量降低？这 ...

每个人研究侧重点不同，很多论文都不是面面俱到的，有些地方只是一带而过，或者他们只是提出这么一个说法而已吧
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Youalreadyletmechengbaosomuch！
8楼2014-11-23 09:55:13
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