Den har artikeln behover kallhanvisningar for att kunna verifieras . (2023-10) Atgarda genom att lagga till palitliga kallor ( garna som fotnoter ). Uppgifter utan kallhanvisning kan ifragasattas och tas bort utan att det behover diskuteras pa diskussionssidan .

Hal eller elektronhal ar i fysik och speciellt i halvledarefysik kvasipartiklar med massa , laddning , rorelsemangd , spinn och energi . Ett elektronhal beskriver ett kvantmekaniskt tillstand som inte ar fyllt och som kan uppta en elektron . Man kan formellt rakna med dessa hal som om de vore partiklar, paminnande om elektroner, fast med positiv elektrisk laddning . Konceptet anvands bada i atomfysik och i fasta tillstandets fysik och dar sarskilt for halvledare .

Halvledare [ redigera | redigera wikitext ]

Halvledare och isolatorer kannetecknas av att det finns ett energigap mellan de valenselektroner som vid T = 0 har den hogsta energi och de ofyllda tillstanden med lagst energi. Det otillatna energiomradet mellan valensband och ledningsband kallas bandgap . Vid T = 0 gor detta elektrisk ledning omojlig, eftersom ett yttre elektriskt falt inte kan accelerera elektronerna. Att gora sa skulle ge elektronerna lite extra kinetisk energi . Sadana energitillstand finns inte tillgangliga, och darfor sker ingen elektrisk ledning.

Vid andliga temperaturer finns det en chans att en elektron far tillrackligt med energi for att na ledningsbandet. En sadan elektron lamnar en tom plats bakom sig: ett hal. Aven absorption av ljus med en fotonenergi storre an bandgapet skapar elektron-hal-par. Man kan ocksa introducera hal genom tillsattning av sma mangder atomer som saknar en valenselektron i forhallande till det vanliga antalet ( p-dopning ). I termodynamisk jamvikt galler att koncentrationerna av elektroner och av hal foljer massverkans lag .

Nar det finns tomt utrymme i valensbandet kan ledning ske. Elektroner kan fa extra kinetisk energi. Halet ror sig at motsatt hall, och beter sig alltsa som en kvasipartikel med positiv massa. Tecknet av Halleffekt i p -dopade material bekraftar att en sadan beskrivning med positiva laddningsbarare ar i overensstammelse med experiment.

Halens effektiva massa beror pa valensbandets kurvatur pa samma satt som for elektroner:

${\displaystyle {\frac {1}{m^{*}}}={\frac {1}{\hbar ^{2}}}{\frac {\mathrm {d} ^{2}\epsilon }{\mathrm {d} k^{2}}}}$ (for isotropa material)

dar ${\displaystyle \hbar }$ ar Diracs konstant , ${\displaystyle \epsilon \,}$ ar energin och k ar vagtalet . Elektroner och hal har oftast olika effektiv massa.