Основные положения классической электронной теории проводимости сводятся к следующему:
а) электроны образуют идеальный (электронный) газ, находящийся в хаотическом тепловом движении, которое характеризуется средней длиной свободного пробега l и средним временем свободного пробега τ;
б) электроны обмениваются энергией и импульсом с ионами
решетки, благодаря чему электронный газ находится в термодинамическом равновесии с решеткой;
в) электрическое поле сообщает электронам направленное движение, тем самым вызывает электрический ток.
Основные количественные характеристики классической электронной теории проводимости:
- Плотность тока пропорциональна напряженности электрического поля:
j = sЕ. (1)
- Удельная электрическая проводимость связана с концентрацией п и подвижностью μ электронов соотношением
s = е п μ. (2)
- Подвижность определяется характеристиками электрона и хаотического движения (в слабых полях):
μ = е τ /2т = еl/2т vт. (3)
- Подвижность численно равна скорости дрейфа в электрическом поле единичной напряженности:
μ = v d/ Е. (4)
В сильных электрических полях закон Ома может нарушаться.
Время свободного пробега можно рассматривать как время релаксации.
Электропроводность полупроводников и изоляторов
Основы квантовой теории электропроводности