电子(负电子倥空穴)一电子电导 离子(正、负离子倥空穴)一—离子电导 迁移率 霍尔效应 电子电导的特征是具有霍尔效应。 置于磁场中的静止载流导体,当它的电流方向与磁场方向不一致时,载流导体上平行于电流和磁场方向上的两 个面之间产生电动势差,这种现象称霍尔效应 霍尔系数(又称霍尔常数)RH 在磁场不太强时,霍尔电势差UH与激励电流I和磁感应强度B的乘积成正比,与霍尔片的厚度δ成反比,即 式中的RH称为霍尔系数,它表示霍尔效应的强弱。 霍尔效应的起源: 源于磁场中运动电荷所产生的洛仑兹力, 导致载流子在磁场中产生洛仑兹偏转。 该力所作用的方向即与电荷运动的方向 垂直,也与磁场方向垂直 霍尔系数RH=μ*p,即霍尔常数等于霍尔片材料的电阻率p与电子迁移率u的乘积 霍尔系数RH有如下表达式: 对于半导体材料 为-电子浓度 p型: 名一空穴浓度 四、电解效应 离子电导的特征是具有电解效应。 利用电解效应可以检验 材料是否存在离子导电 可以半顶载流子是正离子还是负离子 2.金属的导电性 21金属导电机制 电阻率研究的重要性及前人的工作 纯金属电阻率理论研究是认识和理解电子与声子相互作用的最典型的例子之一,也是超导的理论基础 包括 J Bardeen在内的不少人对纯金属电阻率与温度奇异的依赖关系进行过深入的理论研究,但“处理方法、数学 积分及至结果表达式都是相当令人生畏的。”“ The manipulation, integration and resulting expressions are rather formidable. "[R J. Elliot and A F. Gibson, AnIntroduction to Solid State Physics and its Applications, 311(1976)], ike wf 究内容难以以基础课的内容向学生们讲授,高低温电阻率温度依赖性的奇异特性,其物理机理也不甚明了 问题:能否用更简单明了的模型来揭示纯金属电阻率与温度的依赖关系? 基础一 第三章中晶格热容是一个宏观物理量,是晶格振动的统计平均效应。爱因斯坦采取了一个平均频率的简单模 型,取得了很成功的结果 电阻率也是一个宏观物理量,是电子与声子作用的统计平均效应。是否可采取平均声子的模型来处理纯金属电 阻率问题呢? 所谓平均声子模型,是假定声子系统由平均声子来构成,在这个系统中,每个声子的动量等于原声子系统中声 子的平均动量 我们知道,对电导有贡献的只是费密面上的电子,因此纯金属电阻率可看成是费密面上的电子与平均声子相互 碰撞的结果 基础 已知,立方晶系金属的电阻率 (1) 电子浓度n,电子电荷ε,而费密面上电子的有效质量可看成与温度无关。可见电阻率与温度的依赖关 1 =∑(k-cs! 系,取决于弛豫时间τ的倒数与温度的依赖关系。由固体物理知识可知.k 金属自由电子论 采用平均声子模型,上式简化成电子（负电子/空穴）——电子电导 离子（正、负离子/空穴）——离子电导 二、迁移率 三、霍尔效应 电子电导的特征是具有霍尔效应。 置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两 个面之间产生电动势差，这种现象称霍尔效应。 霍尔系数（又称霍尔常数）RH 在磁场不太强时，霍尔电势差UH与激励电流I和磁感应强度B的乘积成正比，与霍尔片的厚度δ成反比，即 式中的RH称为霍尔系数，它表示霍尔效应的强弱。 霍尔效应的起源： 源于磁场中运动电荷所产生的洛仑兹力， 导致载流子在磁场中产生洛仑兹偏转。 该力所作用的方向即与电荷运动的方向 垂直，也与磁场方向垂直。 霍尔系数RH=μ*ρ，即霍尔常数等于霍尔片材料的电阻率ρ与电子迁移率μ的乘积。 霍尔系数RH有如下表达式： 对于半导体材料： n型： p型： 四、电解效应 离子电导的特征是具有电解效应。 利用电解效应可以检验 材料是否存在离子导电 可以半顶载流子是正离子还是负离子 2. 金属的导电性 2.1 金属导电机制 一、电阻率研究的重要性及前人的工作 纯金属电阻率理论研究是认识和理解电子与声子相互作用的最典型的例子之一,也是超导的理论基础。 包括J.Bardeen在内的不少人对纯金属电阻率与温度奇异的依赖关系进行过深入的理论研究，但“处理方法、数学 积分及至结果表达式都是相当令人生畏的。” “The manipulation, integration and resulting expressions are rather formidable.” [R.J.Elliot and A.F.Gibson, AnIntroduction to Solid State Physics and its Applications, 311 (1976) ]，这些研 究内容难以以基础课的内容向学生们讲授，高低温电阻率温度依赖性的奇异特性，其物理机理也不甚明了。 问题：能否用更简单明了的模型来揭示纯金属电阻率与温度的依赖关系？ 基础一 第三章中晶格热容是一个宏观物理量，是晶格振动的统计平均效应。爱因斯坦采取了一个平均频率的简单模 型，取得了很成功的结果。 电阻率也是一个宏观物理量，是电子与声子作用的统计平均效应。是否可采取平均声子的模型来处理纯金属电 阻率问题呢？ 所谓平均声子模型，是假定声子系统由平均声子来构成，在这个系统中，每个声子的动量等于原声子系统中声 子的平均动量。 我们知道，对电导有贡献的只是费密面上的电子，因此纯金属电阻率可看成是费密面上的电子与平均声子相互 碰撞的结果。 基础二 已知，立方晶系金属的电阻率 （1） 电子浓度 ，电子电荷 e ， 而费密面上电子的有效质量 可看成与温度无关。可见电阻率与温度的依赖关 系，取决于弛豫时间 的倒数与温度的依赖关系。由固体物理知识可知. 二、金属自由电子论 采用平均声子模型, 上式简化成